Биологические особенности пчел

Семья медоносных пчел

Медоносные пчелы, осы, муравьи, шмели и некоторые другие виды насекомых живут сообществами, в которых отдельные особи выполняют разные функции. Сообщество медоносных пчел называют пчелиной семьей, состоящей из единственной матки и нескольких десятков тысяч рабочих пчел. Летом в семье рождаются и живут несколько сотен, а иногда несколько тысяч трутней, которых пчелы изгоняют из ульев по окончании медосбора. Ни матка, ни рабочие пчелы, ни трутни не могут жить в одиночку вне семьи, которая существует лишь при наличии большого множества особей.

Инстинкт общности (сбор в гроздья и попытки регулировать температуру, свойственные для пчелиной семьи) возникает при наличии матки и. нескольких сот рабочих пчел, собравшихся в одном месте. Но малочисленные семьи, состоящие даже из нескольких тысяч рабочих пчел, не могут справиться с постройкой гнезда из восковых сотов, поддержанием нужной температуры и накоплением в сотах гнезда запасов пищи, необходимых для своего существования.

Более жизнеспособны семьи, состоящие из 8—10 тыс. рабочих пчел и занимающие осенью 3—4 сота гнезда. Однако и они плохо зимуют, не способны к образованию новых семей и высоким сборам меда, т. е. в целом это слабые семьи.

Качество пчелиных семей повышается по мере увеличения численности особей и достигает своего наивысшего уровня в сильных семьях, состоящих из десятков тысяч рабочих пчел. В сильных семьях пчелам легче поддерживать необходимый режим температуры и влажности воздуха в гнезде, противостоять различным заболеваниям и неблагоприятным воздействиям внешней среды. Наименьшее количество энергии и корма расходуют и наилучшим образом сохраняются в течение длительного безоблетного периода зимовки сильные семьи, насчитывающие осенью 20—30 тыс. пчел и занимающие перед образованием зимнего клуба не менее 10—12 сотов гнезда. Однако численность пчел в каждой семье подвержена большим сезонным изменениям. Она закономерно изменяется на протяжении года, достигая 50—60 тыс. летом (в июле, к началу главного медосбора) и уменьшаясь за осенне-зимний период к весне до 18—20 тыс.

Сильная пчелиная семья представляет собой полноценную биологическую и хозяйственную единицу, способную многие годы сохраняться, размножаться роением и быть полезной человеку своими свойствами накапливать в гнезде большие запасы меда и производить перекрестное опыление цветков растений, повышая урожаи семян и плодов многих сельскохозяйственных культур.

В пчелиной семье физиологические функции четко разделены между ее членами: маткой, рабочими пчелами и трутнями. Матка откладывает яйца, из которых развиваются рабочие пчелы, матки и трутни. Обязанность обогревать и воспитывать развивающихся из яиц взрослых особей принимают на себя рабочие пчелы. Они хотя и являются особями женского пола, но имеют недоразвитые половые органы и не могут откладывать много яиц. Зато у рабочих пчел хорошо развиты железы, выделяющие секрет, необходимый для питания личинок, и рабочие органы для выполнения разнообразных сложных функций по уходу и воспитанию потомства, выделению воска и отстройке сотов, сбору и переработке нектара в мед и цветочной пыльцы в пергу, охране гнезда и поддержанию чистоты в улье. Трутни служат только для спаривания с матками в полете далеко за пределами улья и выводятся и живут только летом, когда появляются молодые матки, нуждающиеся в осеменении.

Продолжительность жизни пчел весной в сильных семьях составляет не более 40—60, в слабых — 30—35 дней. На смену погибающим рождаются новые поколения пчел, и чем больше их выводится, тем быстрее происходит замена зимовалых пчел молодыми. В течение сезона выводится несколько поколений пчел. Зимой молодые пчелы не выводятся, а семьи сохраняются за счет пчел, родившихся в августе и сентябре и живущих в сильных семьях 9—10 месяцев. Матки тоже периодически заменяются, но семьи живут до тех пор, пока соты гнезда не состарятся настолько, что ячейки станут непригодными для вывода новых поколений пчел.

Продолжительность жизни пчелиной семьи значительно возросла с изобретением рамочного улья, когда появилась возможность заменять соты гнезда и маток по мере их старения и эффективно управлять деятельностью пчел в интересах человека. Стало возможным изменять численность рабочих пчел путем объединения слабых семей в одну сильную и ослабления сильных семей с целью искусственного образования новых. В ряде случаев искусственное ослабление и усиление семей имеют практическое значение. Успешно применяется объединение нескольких роев в один мощный рой-медовик или присоединение роя к ранее отроившейся семье. Однако в этих случаях иногда наблюдается борьба и гибель большого количества пчел. Если же объединение проходит мирно, то присоединяемые пчелы быстро воспринимают инстинктивную потребность семьи и включаются в выполнение соответствующих обязанностей.

Вместе с тем пчелиная семья представляет собой целостную биологическую систему, и не всякие нарушения ее целостности проходят бесследно. Например, две слабых семьи, объединенные перед медосбором в одну сильную, собирают меда значительно меньше, чем при их раздельном использовании. Поэтому в случае необходимости объединять слабые семьи следует не в начале медосбора, а после его окончания. При наличии сильных семей на пасеке нет необходимости в их объединении. Каждая семья развивается самостоятельно в течение всего сезона, что очень важно для установления индивидуальных особенностей и продуктивности пчелиных семей в целях улучшения их наследственности. Особенно велика в пчелиной семье роль матки.

Матка отличается от рабочих пчел и трутней более длинным брюшком и красивой формой тела с коричневым оттенком. Масса ее после рождения около 200 мг, или в 2 раза больше массы рабочей пчелы (рис. 1). Она способна откладывать в ячейки сотов в сутки до 2—3 тыс. яиц, из которых развиваются молодые рабочие пчелы для замены непрерывно отмирающих старых. В матке сосредоточена вся наследственная информация, поступающая в пчелиную семью и определяющая ее индивидуальные свойства и качества, жизнеспособность и работоспособность рабочих пчел. Сама матка непосредственно зависит от рабочих пчел, которые кормят ее, ухаживают за ней, чистят ее тело, охраняют от чужих пчел, готовят ячейки сотов для яиц и регулируют ее яйцекладку. Взаимосвязанная деятельность матки и рабочих пчел определяется инстинктами, охватывающими всех членов семьи в ее различных состояниях.

Кормлением высокопитательным молочком пчелы регулируют яйцекладку матки. Чтобы увеличить число откладываемых яиц, пчелы лучше кормят матку, больше ячеек готовят для кладки яиц.

Если матку кормят хуже (меньше дают корма), она сокращает или полностью прекращает яйцекладку.

В полноценной семье бывает одна матка — мать всех членов семьи. В случае если в семье окажется две или несколько маток, что иногда бывает во время роения, они быстро находят друг друга и немедленно вступают в смертельный бой. Схватка яйцекладущей матки с неплодной обычно кончается победой последней.

Качество матки определяется ее способностью к яйцекладке: чем больше яиц откладывает матка, тем выше ее качество. Количество откладываемых яиц связано со строением яичников и количеством в них трубочек, в которых созревают яйца. Число яйцевых трубочек в каждом из двух яичников у разных маток колеблется от 110 до 200. Наибольшей яйценоскостью обладают крупные матки, у которых в каждом яичнике не менее 170—180 яйцевых трубочек. Число их зависит от воспитания и наследственных качеств матки.

Свою максимальную яйценоскость матка может проявить в сильной семье, имеющей большие запасы корма и большие площади сотов для воспитания пчелиного расплода в гнезде при наличии хотя бы небольшого естественного медосбора. В слабых семьях, не обеспеченных кормом и сотами, и в неутепленных ульях яйцекладка маток снижается. Особенно вредно для матки внезапное искусственно вызванное прекращение кладки яиц: если в разгар яйцекладки матку заключить в клеточку, лишая возможности откладывать яйца в ячейки сотов, и выдерживать в течение 2—3 суток в изоляции от семьи и гнезда, это приведет к ее гибели, а если она и останется живой, то будет не способна к кладке большого количества яиц. Большую ценность для воспитания и содержания высококачественных сильных семей имеют высокоплодовитые матки.

Пчелы отличают свою матку от чужой, плодную — от неплодной и быстро узнают, что матка погибла или исчезла: отсутствие ее специфического запаха и особого маточного вещества, которое пчелы слизывают с ее тела и передают друг другу, служит сигналом тревоги. Информация об исчезновении матки распространяется очень быстро, и уже через полчаса пчелы приходят в возбуждение, начинают выползать из летка и ползать по прилетной доске и передней стенке улья, издавая тревожные звуки.

Пчелы выводят и обновляют маток в естественных условиях в трех случаях: во время роения (вывод роевых маток), при внезапной гибели и потере матки (вывод свищевых маток) и при тихой смене (специально отстраивают небольшое число маточников, и еще при жизни старой выводится молодая матка).

Роевых маток пчеловоды широко используют для замены старых и формирования новых семей. Это наиболее легкий способ получения молодых маток, но роевые матки несут в себе нежелательную наследственность, а их использование приводит не к уменьшению, а к увеличению числа роящихся семей на пасеке, к ухудшению их качества, так как часто роятся не самые лучшие, а посредственные и низкокачественные семьи.

Свищевые маточники пчелы строят при внезапной потере матки, если имеются пчелиные личинки в возрасте 1—3 дней. Для этого расширяют отдельные ячейки с личинками, удлиняют их края и обильно снабжают личинки молочком. Свищевые матки, развившиеся из личинок в возрасте не более суток, получаются полноценными и по качествам не уступают роевым. Семьи с такими матками имеют высокую продуктивность. Но нередко пчелы могут строить свищевые маточники на 2—3-суточных личинках, из которых развиваются неполноценные мелкие матки. До 75% свищевых маток оказываются неполноценными.

Свойство пчел строить свищевые маточники на пчелиных личинках используют для искусственного вывода маток. Для этого от лучшей племенной семьи берут только что вылупившихся личинок, но не старше суточного возраста, и воспитывают маток, создавая все необходимые условия, при которых развиваются крупные матки, обладающие высокой яйценоскостью.

Вывод новой матки для самозамены старой происходит еще при жизни последней. Случается это обычно весной и летом, когда в ульях есть трутни. Пчелы отстраивают на ребрах сотов 2—4 маточника, похожих на роевые, и выводят молодых маток при наличии старой, откладывающей яйца. Иногда некоторое время откладывают яйца две матки — молодая и старая, но затем старая матка погибает, и ее замена проходит безболезненно для семьи. Бывает, что пчелы заменяют довольно молодых маток (в возрасте 1—2 лет), но многие семьи решительно не хотят заменять старую матку, хотя с уменьшением ее яйцекладки они сильно слабнут и оказываются неспособными пережить зимовку. Матка может жить в семье до 4—5 лет, но часто уже на третий год теряет способность откладывать большое количество яиц, поэтому многие семьи с матками старше 2 лет становятся малопродуктивными. В связи с этим в практике пчеловодства сложилось правило заменять старых маток, которым исполнилось 2 года.

В отличие от матки и рабочих пчел, развивающихся из оплодотворенных яиц, трутни развиваются партеногенетически из неоплодотворенных яиц. Трутни являются мужскими особями, неспособными выполнять какую-либо работу и даже не имеющими жала, чтобы защищаться, и служат только для осеменения маток. Пчелы выводят их обычно в конце весны и летом из неоплодотворенных яиц в специальных укрупненных ячейках. После окончания медосбора трутней изгоняют из ульев. Очень редко в нормальных семьях небольшое количество трутней остается на зимовку. В семьях безматочных или с неплодными матками трутней не изгоняют. Если поздно осенью в улье много трутней, это, как правило, значит, что в семье нет матки или она трутневая.

Инстинкт выведения трутней настолько силен, что пчелы зачастую переделывают на вощине пчелиные ячейки на трутневые, застраивают трутневыми ячейками все свободные пустоты по краям сотов.

Летом пчелы беспрепятственно впускают в улей даже чужих трутней. Для осеменения матки нужно всего 10—15 трутней, но иметь гарантии осеменения молодой матки в воздухе и защиты ее от птиц во время брачного полета можно только при большом их количестве.

Пчеловоды стремятся уменьшить вывод трутней: периодически срезают ножом запечатанный трутневый расплод, вырезают из рамок участки с трутневыми ячейками. Но обычно пчелы вновь отстраивают соты с трутневыми ячейками. Чтобы уменьшить вывод трутней, надо во время отстройки новых сотов на вощине постоянно держать в гнезде одну пустую рамку. В этой рамке сразу после отстройки трутневого сота матка откладывает в ячейки яйца, а когда расплод будет запечатан в трутневом соте, его вырезают. Таким образом, у пчел удовлетворяется инстинкт отстройки трутневых сотов и вывода трутней и они меньше портят вощину.

Обязанности рабочих пчел в семье весьма многообразны. За свою короткую жизнь (40—60 дней) летом каждая пчела успевает принять участие в разных работах как внутри улья (воспитание расплода, отстройка сотов, поддержание микроклимата и чистоты в улье, охрана и защита гнезда от врагов и чужих пчел-воровок), так и в полетах за нектаром и пыльцой растений на расстояния до 2—3 км от улья.

Узкая специализация разновозрастных групп рабочих пчел, о которой писали раньше, проявляется не всегда. После зимовки почти все пчелы в возрасте 8—9 месяцев выполняют самые различные работы. Если сформировать отводки из однодневных пчел, то они на 5—6-й день начинают летать в поле за водой, нектаром и пыльцой, минуя функцию кормления личинок. Если от семьи отобрать молодых нелетных пчел, то наиболее молодые летные сразу переключаются на кормление личинок. Осенью, после окончания медосбора, пчелы полностью прекращают воспитание расплода и уничтожают отложенные маткой яйца, а иногда даже выбрасывают из ячеек уже воспитанных личинок и куколок.

Весной и летом, когда семья усиленно выводит новых особей, обновляет и строит соты, накапливает запасы пищи, жизнь и работу пчел можно разделить на два периода: ульевой и полевой. Молодые пчелы до 15—20-дневного возраста выполняют все работы в улье (ульевой период) (рис. 2). В более старшем возрасте, чаще всего после окончания периода работы в ульях, они переходят к сбору нектара, пыльцы и воды, т. е. начинается полевой период их жизни. Уже в возрасте 7—10 дней, готовясь к полетам, пчелы делают ориентировочные облеты, обычно в теплую солнечную погоду, во второй половине дня. В первый раз они кружат около своего улья не более 2 мин, очищая кишечник. Затем облеты длятся дольше, пчелы отлетают все дальше от улья, запоминая место его нахождения и окружающие его предметы, и постепенно становятся летными пчелами.

Разделение пчел на ульевых и полевых объясняется главным образом физиологическими изменениями, происходящими в организме пчел в весенне-летний период. У молодых ульевых пчел в возрасте от 7 до 16 дней выделяется наибольшее количество молочка, а у 12—18-дневных лучше развиты восковые железы. Старые, т. е. полевые пчелы, менее пригодны для работ в улье, но более приспособлены для работы в поле по сбору нектара и пыльцы.

Продолжительность ульевого и полевого периодов жизни пчел зависит от величины и условий медосбора. При обильном медосборе пчелы переключаются на полевые работы уже в возрасте 7—8 дней. В слабых семьях ульевой период значительно короче и резкой грани между ульевыми и полевыми пчелами не бывает, так как они выполняют попеременно то ульевые, то полевые работы, в зависимости от потребности семьи. После окончания медосбора, когда выводятся пчелы, которые будут зимовать, никакого деления их в зависимости от выполняемых функций уже не наблюдается.

Рабочих пчел с развитыми яичниками, у которых при избыточном потреблении пчелиного молочка в яйцевых трубочках образуются яйца, называют анатомическими трутовками. Появляются они в основном в безматочных семьях и в семьях с неплодными матками, но иногда и в нормальной сильной семье, где количество их может достигать 15% от числа рабочих пчел. Причина появления трутовок — отсутствие или недостаток личинок, из-за чего пчелы сами поедают молочко, вырабатываемое ими для кормления личинок.

Когда в семье долго нет матки и пчелиных личинок для вывода новой матки, у отдельных трутовок яичники развиваются настолько, что они начинают откладывать яйца. Таких пчел называют физиологическими трутовками, или просто трутовками. Их бывает в семье до 20%. Каждая такая пчела может отложить 15—20 яиц. Трутовки беспорядочно откладывают яйца на стенки ячеек, на пергу. Эти яйца не оплодотворены, поэтому из них могут развиваться только трутни. Трутовочная семья почти не поддается исправлению (пчелы не принимают подсаженных маток), поэтому обречена на вымирание. Такую семью лучше расформировать и заменить новой.

Поведение пчел в семье и за ее пределами регулируется центральной нервной системой (головным мозгом и несколькими парами нервных узлов в груди и брюшке), соединенной нервными нитями с органами чувств, двигательными мышцами ножек, крыльев и др. Через зрение, слух, осязание, обоняние пчела воспринимает явления окружающей среды. На их воздействия она реагирует проявлением безусловных и условных рефлексов.

Безусловные рефлексы — врожденные, они выработались в процессе длительного развития вида и проявляются автоматически. Безусловные рефлексы бывают простые и сложные. Простые рефлексы вызываются каким-либо одним раздражителем, они кратковременны и возникают обычно не у всей семьи, а у небольших групп или отдельных пчел. Простыми рефлексами вызваны, в частности, вентиляция улья при духоте, очистка его от трупов пчел и нечистот, ужаление, ответ на действие дыма и др. Сложные рефлексы (инстинкты) вызываются несколькими внешними и внутренними раздражителями и охватывают, как правило, всю семью или большие группы пчел, действуя более продолжительное время. К ним относятся накопление в гнезде больших запасов меда и перги, постройка сотов с различной величиной и формой ячеек, выращивание расплода, кормление личинок различным кормом, изгнание трутней из ульев, образование клуба пчел зимой и т. д. Один и тот же инстинкт может вызвать различные действия у отдельных пчел. Так, инстинкт накопления запасов меда у одних пчел проявляется в сборе нектара, у других — в его приемке и переработке в мед, у третьих — в оттягивании и запечатывании ячеек и т. д. В основе жизнедеятельности семьи лежит одновременно несколько тесно связанных между собой инстинктов: воспитание расплода, строительство сотов, накопление запасов меда и др.

Условные рефлексы возникают на базе безусловных, но приобретаются в процессе жизни пчел. Эти рефлексы временны и чрезвычайно подвижны, легковырабатываемы. Например, если ежедневно в одно и то же время в определенное место ставить кормушку с медом, то пчелы будут прилетать к ней только в эти часы. Если начать выставлять кормушку в другое место и в другое время, то прежний условный рефлекс постепенно исчезнет и появится новый. Используя условные рефлексы пчел, А. Ф. Губин разработал метод их дрессировки, чтобы усилить лёт пчел на те растения, которые нуждаются в опылении и плохо посещаются. Условные рефлексы помогают пчелам ориентироваться в полете за нектаром, пыльцой и водой, сигнализировать другим пчелам о найденном источнике медосбора, запомнить свой улей при первом весеннем облете, помогают рою находить новое жилище.

В процессе исторического развития пчел часто повторяющиеся условные рефлексы закреплялись и передавались по наследству, т. е. превращались в безусловные.

Разнообразные рефлекторные связи и единые инстинкты придают многообразной деятельности семьи строгий порядок. Каждая пчела выполняет работу, нужную для всей семьи в данный момент. Пчелы привязаны к семье и не только хорошо отличают свою матку, улей и своих пчел от чужих, но очень чутко воспринимают любую потребность семьи и немедленно реагируют на нее.