Контроль за спариванием маток с трутнями

Разведение и селекция пчел сильно осложняется тем, что естественный акт спаривания маток с трутнями осуществляется в воздухе, что сильно затрудняет контроль над спариванием. Согласно современным данным, с использованием генетических маркеров удалось установить, что матки спариваются на расстоянии в среднем не менее 2 и не более 5 км от свой пасеки (Ф. Руттнер, 1972). При недостатке трутней матка может отлетать на расстояние 7—10 км. Однако при большом насыщении трутнями определенного пространства (случного пункта) матка для спаривания не отлетает от своего жилища более чем па 1-2 км.

Трутни для спаривания с матками отлетают от своего места обитания на 4—5 км, а на расстоянии 6—7 км их можно встретить реже. При этом ими преодолеваются горные хребты даже высотой 800—1000 м (Ф. Руттнер 1972).

И. П. Левенец (1954), выпуская трутней разных пород, отнесенных на различное расстояние, показал, что предельная дальность возвращения в свои ульи составляет около 5 км. Трутни могут мигрировать с одной пасеки на другую. В опытах автора этой книги меченые трутни перелетали с племенной пасеки на другую, которая находилась на расстоянии 2 км от первой.

В настоящее время показано, что изоляция случных пунктов в 3—4 км явно недостаточна и поэтому была сделана критическая переоценка всех случных пунктов в прошлом. Таким образом, контроль над спариванием производителей медоносных пчел очень осложнен и несмотря на развитие инструментального искусственного осеменения пчелиных маток до сих пор полностью не решен.

Полиандрия, т. е. спаривание матки с несколькими трутнями, у медоносных пчел также является специфической особенностью биологии размножения. Спаривание матки с 7—10 трутнями (С. Табер, 1954, В. В. Тряско, 1955, 1956; И. Войке, 1956) усложняет генетическую структуру пчелиной семьи, которая в этом случае состоит из такого числа подсемейств рабочих особей, с каким числом трутней матка спорилась. Когда матка осеменится спермой нескольких трутней, то сперматозоиды смешиваются и хранятся в семяприемнике матки в процессе всей ее жизнедеятельности. При откладке яиц маткой одни из них оплодотворяются спермой одних трутней, другие — вторых и т. д. Получается, что сперма каждого трутня формирует в семье свою подсемью, члены которой будут полусестрами членам всех остальных подсемей в пределах одной пчелиной семьи.

Трутень (самец) спаривается всего 1 раз за свою короткую жизнь и только с одной маткой, после чего погибает. Поэтому сами трутни очень недолговечны и в селекции пчел используют не столько отдельных трутней, сколько отцовские семьи, которые производят трутней в массовом количестве. Это тем более правильно, учитывая, что трутни в силу партеногенетического развития не имеют отцов и представляют собой гаметы только той матери, которая их произвела.

В настоящее время имеются следующие методы контроля над спариванием:

1. Изоляция лёта маток и трутней во времени.

2. Изоляция лёта маток и трутней в пространстве.

3. Инструментальное осеменение.

Изоляция лёта маток и трутней во времени. Этот способ возможен в нескольких вариантах: а) вечернее спаривание; б) ранневесеннее спаривание; в) позднеосеннее спаривание.

Вечернее спаривание производителей давно уже привлекает внимание исследователей и пчеловодов в смысле практического его применения в пчеловодстве. Основывается оно на биологической особенности трутней летать в основном до 5—6 ч вечера. Следовательно, после 17 ч уже возможно маткам спариваться со специально назначенными для них трутнями.

Впервые апробировал этот способ в нашей стране Н. М. Кулагин (по методике немецких пчеловодов Фогеля и Келлера) на пасеке Московского сельскохозяйственного института в 1910—1911 гг. и получил успешный результат.

Методика вечернего спаривания довольно проста и ее может применять на своей пасеке любой пчеловод. Заключается она в следующем.

Нуклеусы с половозрелыми (7—10 дней) неплодными матками и пчелиные семьи с половозрелыми трутнями (эти трутни могут быть также пересажены непосредственно в нуклеусы) убирают на день в прохладное темное помещение (зимовник, погреб, подвал). Вечером после 18 ч выносят их на заранее подготовленные, освещенные солнцем места (летком на запад), затем подкармливают или опрыскивают рамки теплым сиропом. Для активизации лёта можно даже снять крышки. Подобную операцию повторяем в течение нескольких дней, причем нуклеусы необходимо ставить на одни и те же места. Важным условием успешного спаривания является относительно высокая температура, которая должна быть выше +20° С. Поэтому этот метод применим только в самое теплое время года.

Стимулирование лёта маток и трутней в вечернее время гарантирует спаривание маток только с отобранными трутнями.

Ранневесеннее спаривание производителей требует сверхраннего вывода маток и трутней нужного происхождения, что связано с определенными трудностями в связи с неустойчивой погодой и возвратными похолоданиями. Тем не менее небольшое число маток с использованием весной самых сильных семей можно получить в условиях даже средней полосы уже в первой половине мая. Однако широкое применение этого метода сдерживается недостаточным качеством выведенных ранней весной маток и трутней.

Поскольку развитие трутней и достижение ими половозрелости проходит в более длинные сроки, то выведение ранних трутней есть проблема номер один. Методика выведения ранних трутней описана выше.

Позднеосеннее спаривание заключается в том, что поздней осенью во всех нормальных семьях трутней уже нет и потому возможно уже контролировать спаривание полученных маток с трутнями в отобранных семьях (обычно это безматочные семьи, которые не изгоняют трутней). Однако этот метод имеет очень ограниченное применение в связи с тем, что, во-первых, осенние матки уступают по качеству летним и, во-вторых, некоторые семьи по каким-то причинам не изгоняют до глубокой осени трутней и потому может произойти незапланированное спаривание. Этот способ спаривания возможно применять только в южных районах нашей страны.

Изоляция лёта маток и трутней в пространстве. Этот метод получил наиболее широкое распространение и широкое практическое применение. Он связан с использованием специальных случных пунктов, на которые завозят маток и предназначенных для них трутней.

Различают случные пункты нескольких типов: 1) без изоляции (радиус изоляции менее 3 км); 2) с неполной (недостаточной) изоляцией (с радиусом изоляции 5—10 км) и 3) с полной изоляцией (с радиусом более 10-15 км).

Именно к случным пунктам первой и частично второй групп разработаны и применимы описанные методы контроля над спариванием производителей.

Случные пункты с неполной изоляцией. Хорошей иллюстрацией случных пунктов с недостаточной изоляцией могут послужить первые случные пункты, организованные в Швейцарии. В 1889 г. Крейнбюль совместно с Арнольдом организовали первый в Швейцарии случной пункт. С тех пор племенное дело в этой стране начало развиваться. В 1914 г. пчеловодство Швейцарии, возглавляемое Союзом друзей пчеловодства, имело уже 39, а в 1932 г. — 117 случных станций. Случные станции принадлежат, как правило, частным лицам, но находятся под контролем Союза. Общая производительность станций и пунктов — 12—13 тыс. племенных маток в год.

С внешней стороны швейцарский случной пункт представляет собой площадку в несколько сот метров, огороженную металлической сеткой. В центре стоит большой улей — отцовская семья с большим числом племенных трутней, По всей площади равномерно расставлены на вбитых в землю кольях в рост человека маленькие улейки — нуклеусы, в которых находятся матки.

В регионах с интенсивным пчеловождением найти случные пункты с хорошей изоляцией крайне сложно, а порою практически невозможно. В этом случае можно рекомендовать использование случных пунктов с недостаточной изоляцией (радиус изоляции 2—3 км) с одновременным созданием мощного своего трутневого фона (заслона).

Создание мощного трутневого фона, т. е. получение максимального количества трутней от большого числа семей и насыщение ими небольшого пространства, дает большую гарантию спаривания с нужными трутнями.

Если же мы имеем случной пункт с радиусом изоляции 5—7 км и хорошее насыщение этого пространства трутнями нужного происхождения (для этого необходимо как минимум 10 отцовских семей, а лучше еще больше), то можно считать, что мы получаем «чистоту» спаривания на 80—90%. Автор в работе по селекции линии приокских пчел 1-С достаточно эффективно использовал такого типа случной пункт «Шехминский», расположенный в сосновом лесу за рекой Окой.

При недостаточной изоляции возможно также «опоясывание» случного пункта на разных расстояниях (до 15—20 км) большим количеством семей с матками, производящими трутней нужного происхождения. Так, например, Ф. Руттнер (1968), Ф. Бехтер (1972) считают возможной организацию случных пунктов непосредственно в зонах чистопородного разведения, где разводится одна порода пчел. В этом случае в качестве отцовских используются все семьи, находящиеся от пункта в радиусе 15—20 км. За счет этого создается мощный трутневый фон. Таким образом, при использовании случных пунктов с недостаточной изоляцией желательно использование большого числа отцовских семей.

Случные пункты с полной изоляцией. Хорошие изоляторы представляют собой случные пункты, расположенные высоко в горах — в ущельях и долинах, где в радиусе не менее 20—30 км не имеется других пасек. Такими ущельями в Альпах для спаривания маток и трутней пользуются австрийские селекционеры при чистопородном разведении краинской породы пчел. Рассмотрим подробнее организацию использования случных пунктов, или облетников, как их называют в Австрии.

Вывод маток проводился около Института пчеловодства в Лунце (640 м над уровнем моря). Спаривание маток осуществлялось на трех случных пунктах (900—1000 м над уровнем моря). На каждом случном пункте помещается 25—30 отцовских семей и нуклеусы, или отводки, с неплодными матками. Каждый случной пункт (облетник) имеет определенное название; случной пункт, на котором спарились матки, заносится в карточки (паспорт) пчелиной семьи с данной маткой (см. карточки на пчелиные семьи). В связи с этим племенной считается только та матка, которая занесена в карточку. Причем идеальная изоляция на этих случных пунктах полностью решила вопрос о контроле над спариванием производителей. Однако, как указывает Г. Руттнер (1972), одновременно возникла проблема, которая до этого в такой форме никогда не существовала: чем тщательнее мы ведем селекцию, тем больше опасность повреждения, достигнутого через инбридинг.

Всего в Австрии в 1971 г. использовался 21 изолированный случной пункт, где было получено 20 тыс. маток, происхождение которых известно как по материнской, так и по отцовской линиям.

В Советском Союзе хорошие изолированные условия для спаривания маток с трутнями имеются в долинах и ущельях, расположенных у подножия Главного Кавказского хребта. Примером эффективного использования местных условий Кавказа может служить поселок «Красная Поляна» опытно-производственного хозяйства НИИ пчеловодства. Причем многочисленные пасеки хозяйства расположены в горной (400—600 м над уровнем моря) и высокогорной (500—1500 м) местностях, которые одновременно выполняют роль хороших изолированных случных пунктов. Для выведения племенных линий серых горных кавказских пчел в «Красной Поляне» были использованы ущелья. Расположение пасек в горах, вдоль ущелий с ограниченными подъездными путями позволяет полностью осуществлять контроль над спариванием производителей. Вся территория, на которой находятся пасеки питомника, объявлена заповедной зоной, куда запрещен ввоз пчел из других мест.

Наиболее надежными изолированными пунктами являются острова. Так, Ф. Тислер (1972) сообщает об удовлетворительных результатах по контролю над спариванием маток и трутней на островных облетниках в северной части ФРГ, удаленных от материка на 7 км.

Трутни избегают перелета через большие водные преграды и поэтому инструкция по племенному делу Союза пчеловодства ФРГ предписывает для случных пунктов на островах минимальное расстояние по водной поверхности в 3 км. В настоящее время на островах на каждые 25—50 нуклеусов с матками для одновременного спаривания используется одна отцовская семья, соответственно на 250—500 маток — 10 отцовских семей (Ф. К. Тислер, 1972).

В США, несмотря на значительное развитие инструментального осеменения, тем не менее широко осуществляют контроль над спариванием путем использования островов. Так, Ф. Е. Мюллер (1976) сообщает, что при получении гибридов были использованы острова Келли на озере Эри (штат Огайо) и остров Пили в провинции Онтарио.

В нашей стране подобный случной пункт был использован в Приморском крае. Так, Ю. И. Макаров использовал остров Рейнека для селекции линии дальневосточных пчел, а Ю. А. Черевко этот же остров использовал для получения инбредных линий и на их основе межлинейных гибридов (Г. А. Аветисян, 1980). Также хорошие изоляторы можно найти в пустынях или полупустынях, степях, в оазисах. Автору книги во время его поездки в Туркмению удавалось находить очень хорошие случные пункты, отъезжая от Ашхабада всего на 25—30 км.

Инструментальное осеменение. Этот метод позволяет в настоящее время полностью решить проблему контроля над спариванием, поскольку отбор спермы от нужных трутней и введение ее в половые пути матки осуществляется специальным аппаратом. Л. Уотсон в 1926 г. изобрел аппарат для искусственного осеменения пчелиных маток и применил его на практике.

В. Роберте и О. Макензен в начале 1940 г. разработали метод, в котором усовершенствовали технику осеменения маток и который мог служить в качестве инструмента в селекции пчел. При этом способе используется большой объем семени. Этими авторами усовершенствован аппарат для искусственного осеменения маток. Как наиболее простой в обращении, он получил широкое распространение.

В дальнейшем В. Веселы изменил форму иглы в шприце Макензена, и этот аппарат получил широкое распространение в Чехословакии. Последний известен советским селекционерам пчел, поскольку он несколько раз завозился в нашу страну.

В нашей стране в 20-х годах метод инструментального осеменения разрабатывал А. С. Михайлов, а позднее довела его до совершенства и применила для селекционных и генетических исследований В. В. Тряско. Она же использовала аппарат своей очень простой конструкции со стеклянными наконечниками. О. Макензен и В. Роберте в 1948 г. выпустили «Руководство по искусственному осеменению пчелиных маток», которое до настоящего времени не потеряло своего значения (Читателям, желающим более подробно ознакомиться и тем более овладеть этим методом контроля над спариванием, можно порекомендовать прекрасное руководство по инструментальному осеменению под редакцией Ф. Руттнера, с участием крупнейших специалистов в этой области - В. Дрешера, О. Макензена, Ф. Руттнера, Г. Руттнера, В. Тряско, В. Веселы, Е, Войке (1970)).

Однако, оставаясь наиболее надежным способом контроля над спариванием маток с трутнями, инструментальное осеменение пчелиных маток из-за сложности процесса осеменения (оно проводится под микроскопом) и нехватки квалифицированных специалистов, а также сравнительной сложности применяемого оборудования не имеет еще до настоящего времени всеобщего распространения и применения как в нашей стране, так и за рубежом. Только некоторые страны (США, Чехословакия и др.) широко применяют этот метод для контроля над спариванием производителей. Следует также отметить, что некоторые исследователи (например, Ф. Пласс, 1953) критически относятся к этому методу, считая, что инструментальное осеменение пчелиных маток больше относится к операционным манипуляциям, проводимым в хирургии, чем к простому искусственному осеменению, проводимому на других сельскохозяйственных животных. В целом же метод инструментального осеменения относится к наиболее прогрессивным и в настоящее время хорошо разработан. Для примера рассмотрим организацию инструментального осеменения пчелиных маток в Чехословакии. Основные работы по осеменению дочерей от отобранных маток ведутся в НИИ пчеловодства в г. Доле под руководством В. Веселы. Здесь за год осеменяется до 2 тыс. маток.

Осеменение маток осуществляется также на шести зональных племенных пасеках. Всего же в Чехословакии производится около 20 тыс. инструментально осемененных маток. При НИИ пчеловодства организовываются курсы по подготовке специалистов по инструментальному осеменению маток. Многие из окончивших курсы приобретают в НИИ пчеловодства станки и практикуют осеменение на своих пасеках. В настоящее время владеют и успешно применяют инструментальное осеменение в Чехословакии даже пчеловоды-любители.

Обычно осеменение выполняют высококвалифицированные специалисты — сотрудники НИИ пчеловодства и племенных пасек. Осеменение однократное — за один прием вводится 12 мкл спермы.

Комбинированные способы контроля над спариванием. Хорошие результаты контроля над спариванием получаются при объединении нескольких описанных способов. Так, например, если мы наряду с ранневесенним выводом трутней будем выводить их огромное число (создадим сильный трутневый фон), то результаты контроля над спариванием будут лучше.

С. Г. Миньков (1939) сообщает, что имеется возможность повысить пропускную способность изолированного случного пункта при использовании дополнительно метода изоляции производителей во времени. Для этого па случной пункт были завезены в нуклеусах неплодные матки и трутни от двух рекордисток — № 7 и № 51, проверенных по потомству. В первый день были зарешечены с помощью коробочек из ганемановской решетки нуклеусы с трутнями и матками № 51, а остальным — трутням и маткам № 7 — был представлен свободный вылет. На другой день с раннего утра были зарешечены нуклеусы с трутнями и матками № 7, а матки и трутни № 51 имели вылет. Таким способом ежедневно чередовали вылеты производителей каждой линии.

Американские селекционеры также применяют комбинированный метод контроля над спариванием: инбредные линии они получают с помощью инструментального осеменения, а пользовательные гибриды часто получают, используя изолированные острова.

В заключение необходимо отметить, что значение контроля над спариванием отобранных маток и трутней при использовании современных методов селекции все возрастает и потому пускать на самотек процесс спаривания маток было бы непростительной селекционной ошибкой. Всегда следует помнить, что хотя трутни в биологическом смысле — наиболее слабая и недолговечная часть семьи, тем не менее в смысле носителей наследственности они равнозначны маткам. Разумеется, что способы выращивания маток и трутней должны быть такими, чтобы они были в физическом отношении наилучшим образом развиты, тогда они с большей вероятностью проявят свои племенные качества.