БИОЛОГИЯ, АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ ПЧЕЛ

Каждая нормальная пчелиная семья состоит из трех видов особей (рис. 1): рабочих пчел (15—80 тыс.), одной плодной матки и нескольких сотен (иногда тысяч) трутней. Чем больше рабочих пчел в семье, тем она сильнее, а сила семьи определяет уровень медосборов.

Что умеет пчела. Пчела последовательно изо дня в день выполняет разнообразные ульевые работы. В активный период года (с марта по октябрь) она сначала становится нянькой и кормит своим молочком подрастающее поколение, когда оно находится в стадии личинок; поддерживает нужную температуру и относительную влажность воздуха в гнезде; принимает нектар от пчел-сборщиц и перерабатывает его в мед; очищает ячейки и полирует их для того, чтобы матка положила в них яйца, из которых через 21 день выйдут молодые пчелы. Кроме того, пчела выполняет другие работы: выделяет воск и строит соты, охраняет гнездо. Затем пчела становится сборщицей нектара и пыльцы. При этом она работает по 17 ч в сутки. Пищу принимает в воздухе, когда возвращается в улей с добычей.

Долго ли живет пчела. Если в течение суток пчел нарождается больше, чем умирает, то семья растет и количественно и качественно. При обратном процессе семья идет на убыль и жизнь в ней постепенно замирает. Очень важно, чтобы баланс был положительным, т.е. народившихся пчел было больше, чем умерших. Арифметически это выглядит, примерно, так: народилось за 24 ч 2,5 тыс. пчел, а умерло — 1 тыс. Через месяц положительной динамики роста семьи в гнезде накопится до 45 тыс. молодых пчел и 8—10 тыс. старых.

Пчела считается молодой в возрасте до 24 дней, когда она из «домохозяйки» становится сборщицей нектара и пыльцы.

Продолжительность жизни пчел в активный период (март — октябрь) составляет всего лишь 35—40 дней, а в пассивный (ноябрь — февраль) — пчелы живут до 180 дней.

Хотя по своему физиологическому состоянию пчелы более старшего возраста еще могли бы приносить семье пользу, но их подводят чаще всего крылья, которые изнашиваются быстрее, чем другие органы. Потеряв способность летать, пчела как бы чувствует свою неполноценность — она убегает из улья, чтобы умереть подальше от гнезда. Исключение составляют внезапно умершие пчелы, которых подбирают со дна улья пчелы-уборщицы (правильнее бы назвать их санитарами) и, подняв в воздух свою ношу, равную собственному весу, они сбрасывают ее подальше от пасеки.

Пчела рождается умелой. Нарождающиеся пчелы прогрызают челюстями восковые крышечки своих ячеек-колыбелек. Через 2—3 дня у новорожденной пчелы наступает настоящая трудовая жизнь. Каждая пчела рождается уже умелой, со всеми навыками, которые называются безусловными рефлексами.

Пчелы-кормилицы умеют поддерживать оптимальный микроклимат в гнезде. Выполняя функции кормилицы, пчела чутко улавливает рецепторами своего организма малейшие колебания температуры, относительной влажности воздуха, его насыщенность углекислотой и стабилизирует их (температуру до 34—36°С, влажность до 65—68%).

Если температуру надо повысить, пчелы начинают усиленно питаться медом, превращая его в тепловую энергию. Комфорт по влажности воздуха они создают с помощью принесенной воды, вентилируя крылышками сырой воздух по всему гнезду. Этим же способом пчелы снижают температуру. Когда в гнезде под лучами палящего солнца поднимается еще более высокая температура, пчелы не находят другого, более радикального способа ее понижения, как удаление за пределы улья значительной части населения. Большими гроздьями пчелы висят под дном или на теневой стороне улья, а пчелы-вентиляторщицы с наружной стороны летка нагнетают в улей свежий воздух. Под его напором теплый воздух так стремительно выходит из улья, что горящая спичка, поднесенная к летку, мгновенно гаснет.

Быть нянькой — дело весьма хлопотливое. Надо уметь не только создавать надлежащий микроклимат, выделять высокопитательное молочко, а еще искусно готовить специальную кашку из меда, перги и воды, наведываясь с очередной порцией такой кашки к своим прожорливым подопечным в ячейки-колыбельки по нескольку сотен раз за сутки.

Строительницей пчела становится в 2-недельном возрасте. В это время при надлежащих сопутствующих условиях в природе (тепло, время медосбора) у пчел начинают функционировать восковыделительные железы, которые находятся на нижней стороне брюшка.

Прежде всего пчелы устраивают своеобразный отвес, уцепившись друг другу за ножки, они висят от потолка почти до пола живыми гирляндами и безукоризненно ровно строят ячейку за ячейкой, собирая их в соты. По этому же отвесу они передают верхним пчелам-строительницам размягченные челюстями чешуйки воска.

Каждая ячейка сота плотно примыкает тремя своими ромбиками дна к противоположным ромбикам другой ячейки. Этим соединением обеспечивается самая рациональная, геометрическая конструкция воскового сооружения. Такое конструктивное решение обеспечивает надежную прочность, наибольшую вместимость и поразительную экономичность (на постройку 100 ячеек расходуется всего лишь 1 г воска). Вместимость сотовой рамки, состоящей из 7—8 тыс. ячеек, — 4 кг меда и более, а в гнезде пчелы могут разместить до 50 кг меда.

Еще одним удивительным свойством обладают соты. При горизонтальном положении ячеек по отношению к плоскости земли ячейки свободно удерживают мед, доверху их наполняющий. Мед самопроизвольно не вытекает, как из других сосудов, оказавшихся вдруг в горизонтальном положении.

В 3-недельном возрасте пчела несет сторожевую службу, охраняет семью от посягательств любителей сладкого. Ее грозного оружия побаиваются не только насекомые и грызуны, но даже такие страстные любители меда, как медведь (он получил свое название от слов «медом ведать») и неумелый пчеловод, который берет меда больше, чем пчелы дают.

В момент укола жалом, расположенным на самом кончике брюшка, пчела впускает в рану капельку яда, который вызывает нестерпимую боль. Запах примененного «оружия» быстро распространяется в пчелиной семье, как тревожный сигнал к обороне, и пчелы, не щадя своей жизни, переключаются от мирных дел к защите своего жилища. Жало пчелы, имеющее несколько зазубринок на конце, стремительно входит в тело животного или человека. Пчела не может освободить жало, и оно отрывается. Организм насекомого истекает гемолимфой, и пчела спустя несколько минут (иногда часов) погибает. Когда же пчела жалит другую пчелу, то погибает ужаленная, так как у нее проламывается пленка хитинового покрова (между тергитом и стернитом) и защитница свободно извлекает свое жало.

Иногда пчелы становятся воровками. Они вероломно нападают на слабые или безматочные пчелиные семьи, убивают всех сопротивляющихся, забирают имеющийся запас кормов, привлекая к этой работе порабощенных пчел, а когда весь мед окажется у пчел-воровок в гнезде, чужих пчел изгоняют и те вынуждены погибать от голода.

Рассматривая с эволюционных позиций это явление, можно понять, что такой особенностью пчелы наделены самой природой во имя их сохранения на земле. В чрезвычайно засушливые годы или, напротив, в годы проливных дождей даже самые сильные семьи могут собрать лишь часть кормов. Не будь такой предприимчивости — все семьи были бы обречены на гибель. Однако половина семей выживает за счет кормов, отнятых у других пчелиных семей. Следовательно, это пример борьбы за свое существование, своеобразная страховка пчел на выживаемость в экстремальных условиях. Что же касается случаев беспричинного воровства со стороны отдельных семей пчел, то чаще всего поводом для этого служит неряшливый пчеловод и его неправильная работа с пчелами.

Установлено, что если пчел-воровок подержать 1—2 дня в заключении, то условный рефлекс воровства у них исчезает.

Спят ли пчелы! У пчел нет явно выраженных чередований физических нагрузок и отдыха, как это наблюдается у животных и человека. Период напряженного труда определяется величиной светового дня, состоянием погоды и наличием в природе медосбора. Внутри пчелиного гнезда пчелы всегда заняты работой по воспитанию подрастающего поколения — личинок, поддержанию чистоты и оптимального микроклимата, охране гнезда, строительству сотов и т. д. Лишь на короткие минутные паузы останавливаются пчелы несколько раз в сутки, что некоторые ученые отождествляют с минутами их сна.

В зимний период пчелы также не спят. Они беспрерывно перемещаются с поверхности клуба внутрь его и одновременно там забирают капельку меда на пропитание. Пчелы не впадают в спячку, как другие насекомые или животные, однако процесс питания предельно ограничен, а физические затраты минимальны. Вот почему нельзя очень часто посещать зимовник и тем более стучать по улью рукой, чтобы выявить, в чем нуждается прослушиваемая семья. Опытные пчеловоды еще ранней осенью создают условия для нормальной зимовки пчел. Отклик пчел на стук пальцем по улью далеко не всегда правильно отражает состояние зимующей семьи.

Воспроизводство пчел. В семье пчел единственной родоначальницей является матка, которая раз в своей жизни осеменяется 8—10 трутнями и на всю свою жизнь сохраняет в семяприемнике, как в резервуаре, многие миллиарды спермиев. Они не подвластны времени — совсем не стареют и несут в себе наследственные задатки четко запрограммированной жизни будущих многих поколений пчел и пчелиных маток.

Если в пчелиной семье все благополучно и есть соответствующие условия, то пчелиная матка только за сутки может отложить 1500—2000, а иногда и более, яиц. Из этих яиц разовьются пчелы, а при необходимости и пчелиные матки.

Из отложенных маткой яиц, которые проходят 4 стадии своего развития, через определенное время рождаются разные особи (табл. 4).

Рабочие пчелы — тоже самки, но в их функции не входит воспроизводство пчел. Лишь при определенных, явно ненормальных условиях некоторые пчелы могут откладывать яйца, из которых могут рождаться лишь трутни, неспособные к выполнению своих функций.

Особенности строения пчелы.  Скелет пчелы в отличие от позвоночных не внутренний, а наружный, представляющий собой хитиновую оболочку, обросшую волосками. Волоски предохраняют пчелу от потерь тепла, а кроме того, это хорошее приспособление для сбора пыльцы с одних цветков и переноса ее на другие. Прилетевшей на цветок пчеле достаточно бывает побегать в нем, чтобы собрать на своем мохнатом теле миллионы пылинок. На лету пчела счищает с себя пыльцевые зерна в углубления на задних ножках — корзиночки. У пчелы имеются гребешочки и щеточки, с помощью которых пыльца собирается в небольшие комочки.

Установлено, что вылетающая из улья пчела несет слабый отрицательный электрический заряд, в полете на поверхности ее тела создается электрическое поле, заряд сменяется на положительный и усиливается до 1,5—1,8 В. Этот электрический заряд притягивает с растений отрицательно заряженную пыльцу к мохнатому телу пчелы.

Нектар из цветков пчела всасывает в медовый зобик с помощью хоботка по принципу капилляров. Вместимость зобика рассчитана на аэродинамические возможности пчелы и достигает 70 мг для меда или 55 мг для нектара.

Маневренность в воздухе обеспечивается двумя парами крыльев, сцепляемых в полете 20 крючочками за специальную складку с петельками. Три пары воздушных мешков, находящихся в голове, груди и брюшке заполняются воздухом, когда пчела отправляется в полет. Они облегчают ее полет.

Пчела наделена органами чувств. У нее есть видоизмененные нервные клетки, специализированные на восприятие строго определенного раздражителя. Клетки воспринимают различного рода сигналы через глаза, усики-антенны, слуховые, обонятельные и осязательные рецепторы.

С помощью органов обоняния пчела отчетливо улавливает в радиусе 2 км и более запахи цветов и весьма быстро находит их.

Зрение пчел. Пчела имеет 5 глаз, из которых 3 простых и 2 фасеточных (каждый состоит из 4—5 тыс. фасеток). Зрением пчелы воспринимают не только яркие цвета, но и до 17 их оттенков, ультрацветов. Однако красный цвет они путают с черным. Наиболее яркие для зрения пчелы — синий, голубой и желтый цвета, а в белом она улавливает ультрафиолетовые оттенки. Она видит также сине-фиолетовый, ультрафиолетовый цвета, не воспринимаемые человеческим зрением. Исходя из четкости восприятий пчелами различных цветов, ульи на пасеках окрашивают определенными цветами.

При полете пчела пользуется поляризованным светом, т. е. ориентируется по небу и солнцу.

Пчелы хорошо различают форму предметов, напоминающих лепестки, цветки, кроны деревьев, однако последними исследованиями установлено, что такие геометрические фигуры, как треугольник, квадрат, прямоугольник пчелы не различают.

Нервная система. Нервная система воспринимает ощущения, поступившие из органов чувств, а также согласовывает работу внутренних органов. Нервная система пчелы состоит из трех разделов: центрального, периферического и вегетативного.

В ответ на раздражения нервная система приводит в действие простые и сложные рефлексы. Кроме простых и сложных рефлексов, называемых безусловными, у пчелы вырабатываются условные рефлексы в процессе ее жизни. К условным рефлексам можно отнести запоминание пчелами местонахождения источника медосбора, своего жилища, запаха и формы цветков и т. д.

С помощью пищевого условного рефлекса пчел дрессируют на опыление желаемой сельскохозяйственной культуры (например, клевера).

Условный рефлекс к запоминанию своего хозяина у пчелы не вырабатывается. Очень уж мал срок жизни пчелы. Тем не менее доподлинно известно, что опытных пчеловодов пчелы реже жалят, чем посторонних лиц и только что начинающих пчеловодов. Дело в том, что опытный пчеловод хорошо изучил все повадки пчел и не допускает их раздражения при выполнении ульевых работ, правильно ведет себя на пасеке.

Сердечно-сосудистая система. Сердце у пчелы не четырех-, как у человека, а пятикамерное. Находится оно в спинной части брюшка в виде утолщенной аорты. Кровь пчелы бесцветна, так как в ней нет красных кровяных телец — эритроцитов. Кровь пчелы (гемолимфа) разносит по всему телу питательные вещества, способствует газовому обмену клеток, играет тепло-регулирующую роль в организме и выполняет ряд других функций.

Система кровообращения у пчелы незамкнутая. В голове она размыкается и дальнейший ее путь регулируется грудной и брюшной диафрагмами. В минуту сердце пчелы делает 60—70 сокращений, в полете — 100, а после полета — 140—150.

Система дыхания. У пчел нет легких, их функции исполняют воздушные мешки, расположенные в голове, груди и брюшке. Внутрь организма пчелы воздух поступает через небольшие отверстия — дыхальца, 6 пар которых расположены на боковых сторонах брюшка и 3 пары на боку груди. Через третью пару дыхалец пчела выдыхает углекислый газ и водяные пары. От воздушных мешков по всему телу пчелы расходятся трахеи, которые разветвляются в трахеолы.

Пищеварение. Основная пища пчел — мед и перга (нектар и пыльца), в состав которых входят углеводы, белки и жиры, все минеральные вещества, витамины, аминокислоты. Пищу пчела всасывает хоботком в рот, затем она поступает в глотку, пищевод и медовый зобик.

Если пища предназначена для последующего хранения или переработки, то она поступает в гнездо в медовом зобике, откуда перекачивается в ячейки.

Во время перелета от источника медосбора до улья часть содержимого медового зобика через специальный клапан поступает в среднюю кишку. В средней кишке этот материал переваривается.

В передней части средней кишки клетки выделяют пищеварительный сок, а в задней — клетки усваивают составные части пищи. Клапан средней кишки пропускает непереваримые остатки пищи в заднюю кишку. Тонкий отдел кишечника образует прямую кишку, где накапливаются экскременты. К переднему отделу кишечника примыкают четыре парные железы — верхнечелюстная, глоточная, заднеголовная и грудная. С помощью секретов, выделяемых этими железами, пчела вырабатывает маточное молочко, инвертазу для переработки нектара в мед и др.

Органами выделения служат мальпигиевы сосуды, которые располагаются между задней частью средней кишки и тонким отделом кишечника. Эти сосуды выполняют в организме пчелы роль почек. Они поглощают из гемолимфы продукты распада (мочевую кислоту, мочекислые соли) и выводят их в прямую кишку.