Состав пчелиной семьи и биологические особенности развития особей

Состав пчелиной семьи и роль особей в производстве

Эффективность опыления энтомофильных культур и общая продуктивность пасеки напрямую зависят от силы пчелиной семьи. Пчелы существуют только как общественное содружество, состоящее из одной матки, десятков тысяч рабочих особей и сотен или тысяч трутней. Вне улья ни одна особь выжить не способна. Для агронома сильная пчелиная семья — это надежный инструмент повышения урожайности садов, рапса, подсолнечника и семенников.

Матка — это единственная полноценная самка с развитыми органами размножения, которая отвечает исключительно за откладку яиц. Она имеет стройное удлиненное тело длиной 20–25 мм и массу до 200 мг. От ее генетических качеств, передаваемых потомству совместно с трутнями, зависит жизнеспособность всей семьи, ее миролюбие, склонность к роению и медопродуктивность. Период развития матки от яйца до выхода из маточника составляет 16–17 суток, а половозрелой она становится на 7-й день после выхода.

Рабочие пчелы — бесплодные самки, выполняющие все ключевые процессы в улье. От их численности зависит работоспособность всей семьи. Они производят мед, воск, пыльцу, прополис, маточное молочко и пчелиный яд, а также выполняют следующие работы:

• уход за потомством и его выращивание;
• возведение восковых построек;
• охрана гнезда;
• сбор и переработка нектара и пыльцы;
• вентиляция улья.

• Численность рабочих особей в семье — до 80–100 тыс.
• Средняя масса рабочей пчелы — 100 мг
• Температура в зоне расплода — 34–35 °C
• Суточная яйценоскость матки в мае – июне — 1500–2000 яиц
• Срок развития рабочей пчелы — 21 сутки

Трутни — самцы, которые развиваются из неоплодотворенных яиц только в весенне-летний период для спаривания с молодыми матками. Длина их тела составляет 15–17 мм, а масса достигает 200–250 мг. Трутни становятся половозрелыми на 8–14-е сутки после выхода из ячейки. После окончания медосбора рабочие пчелы уничтожают трутневой расплод и выгоняют самцов из улья. Их зимовка допускается только в безматочных семьях или семьях с неплодной маткой.

Биологические циклы развития и сезонные изменения массы

Червление матки начинается весной при повышении температуры окружающей среды до 10 °C и завершается с осенними холодами. Масса откладываемых яиц колеблется от 0,128 до 0,221 мг. Наиболее крупные яйца матка откладывает в конце лета, обеспечивая вывод выносливого поколения для зимовки.

Общая масса рабочих пчел в улье колеблется в зависимости от сезона. Летом, в период максимального медосбора, износ насекомых возрастает: из-за интенсивной работы (особенно крыльев) рабочие пчелы живут всего 35–40 суток, тогда как перезимовывающее поколение способно прожить до 200 суток.

Развитие всех трех особей пчелиной семьи проходит стадии яйца, личинки и куколки. Процесс перехода из стадии яйца в личинку длится трое суток:

1. В первые сутки отложенное яйцо стоит в ячейке вертикально.
2. На вторые сутки яйцо принимает наклонное положение.
3. На третьи сутки яйцо ложится на дно. Пчелы-кормилицы выделяют личиночный корм (молочко), оболочка размягчается и лопается, освобождая белую перламутровую личинку.

Первые трое суток пчёлы кормят личинок молочком, добавляя его в ячейку на край уже имеющейся в ней капли корма. К концу третьих суток пчёлы добавляют к молочку пергу и мёд. С третьего дня пчёлы дают личинкам смесь мёда и перги. К концу шестых суток, благодаря хорошему кормлению, масса личинки увеличивается в 1300 раз, она вытягивается вдоль ячейки головой к выходу и перестаёт принимать пищу. Сот с большим количеством личинок рабочих пчёл или трутней называют сотом с открытым расплодом.

К концу шестого дня пчёлы запечатывают пчелиную личинку в ячейке плоской крышечкой из воска с примесью цветочной пыльцы. Такая крышечка пориста и свободно пропускает воздух, необходимый для дыхания. Трутневые личинки в ячейках закрывают более выпуклой крышечкой. В запечатанной ячейке продолжается развитие личинки. Она выпрямляется и выделяет остатки не переваренной пищи в один из уголков ячейки. После этого личинка прядёт кокон, которым изолирует себя от испражнений и стенок ячейки. Затем она превращается в куколку.

Куколка образуется на 11 день после откладки яйца, на 13 день у неё темнеют глаза, на 16 день они становятся лиловыми. На 18 день темнеет брюшко, на 20-й тело становится буроватым, на 21 день выводится молодая пчела. Молодая пчела имеет мягкий хитиновый скелет, густо покрытый волосками. Хитин с возрастом постепенно твердеет, а волоски теряются. Пчела становится тёмной, блестящей.

Продолжительность стадий развития особей пчелиной семьи, сутки Стадии развития Матка Рабочая пчела Трутень Яйцо 3 3 3 Личинка в открытой ячейке 51/2 6 61/2 Личинка и куколка в запеча71/2 12 141/2 танной ячейке Всего требуется на развитие 16 21 24

Указанные сроки развития матки, рабочей пчелы и трутня могут изменятся в зависимости от температуры в гнезде, силы пчелиной семьи, количества корма. При неблагоприятных условиях сроки вывода могут удлиняться на 1–2 суток и более.

Сила пчелиной семьи – масса находящихся в пчелиной семье рабочих пчёл важнейший показатель биологического и хозяйственного состояния семьи, измеряется в кг (приложения, табл. 1, 2, 3). Сначала определяют число улочек пчёл, которые затем пересчитывают на массу (принято, что 1 улочка соответствует 250 г пчёл).

Сила пчелиной семьи изменяется в течение года, достигая наибольшей величины в июле, когда происходят наращивание пчёл к главному медосбору. На этот период, как правило, приходится время цветения медоносов обеспечивающих наибольший принос нектара в улей. Далее численность пчёл постепенно снижается до окончания медосбора, после чего пчеловод должен обеспечить наращивание пчёл в зиму. Пчелиная семья должна иметь весной не менее 1,5 кг (6 улочек) пчёл, к июлю (гл. медосбору) – не менее 3 кг (12 улочек), к сентябрю (перед зимовкой) – не менее 2 кг (8 улочек). Более слабые семьи экономически не выгодны, т.к. продуктивность их низка и они нуждаются в интенсивном уходе.

В сильной семье весной - 2,5–3 кг пчёл, перед главным медосбором 6–7кг (и более) и перед сборкой гнёзд на зимовку – не менее 2,5 кг пчёл. Только сильная здоровая семья может дать максимум товарной продукции (мёда, воска и др.) даже в неблагоприятный год. Поэтому все усилия пчеловода должны быть направлены на наращивание наибольшей силы пчелиной семьи к главному медосбору, что в значительной, степени зависит от яйценоскости матки.

Подготовка к будущему сезону, начинается с лета текущего года. Если в семье старая или больная матка, то в семью подсаживают молодую продуктивную плодную матку, используя которую наращивают к зимнему периоду большое количество молодых пчёл. Они хорошо переносят зимовку и энергично работают весной, быстро увеличивая количество выкармливаемого расплода.

После весеннего облёта пчёл из гнезда удаляют соты или нижние корпуса, не занятые пчёлами, гнёзда утепляют, пополняют запасы корма (1–1,5 кг мёда и 100–200 г перги на одну улочку пчёл). С выходом молодых пчёл и ростом семьи гнездо своевременно расширяют маломёдными сотами, с началом приноса нектара дают вощину, а затем на ульи ставят вторые и третьи корпуса, что стимулирует развитие сильных семей к главному медосбору.

На теле пчелы находятся три хорошо развитых отдела: голова, грудь, брюшко, также органы движения (ножки и крылья). Тело всех особей пчелиной семьи покрыто хитиновой оболочкой.

Голова у матки и трутня округлой формы у рабочей пчелы треугольной, на ней расположены глаза, усики и ротовой аппарат.

Органы зрения представлены двумя сложными и тремя простыми глазами. Сложные (фасеточные глаза) неподвижно размещены по бокам головы и состоят из отдельных глазков – омматидиев.

Вследствие большого числа омматидиев сложные глаза трутня сильно выпуклые. Сложными глазами пчела хорошо различает движущие предметы и определяет форму неподвижных предметов во время полёта.

Простые глаза – оцелли у рабочей пчелы и матки размещены треугольником на передней части темени, у трутня на лбу. Обладают слабой способностью зрительного восприятия (с их помощью пчела различает предметы на близком расстоянии – 1-2 см и различают степень изменения интенсивности света).

Рисунок 1. Внешнее строение рабочей пчелы: 1 – голова; 2 – грудь; 3 – брюшко; 4 – антенны-усики; 5 – простые глаза; 6 – сложный глаз; 7 – верхняя челюсть; 8 – хоботок; 9 – язычок; 10 – нижняя челюсть; 11 – переднее крыло; 12 – заднее крыло; 13 – дыхальце; 14 – передняя ножка; 15 – средняя ножка; 16 – задняя ножка; 17-19 – грудные сегменты; 20 – проподеум (первый брюшной сегмент вошедший в состав груди); 21-26 – брюшные сегменты; 27 – жало.

I II III

Рисунок 2. Строение головы:

I – голова матки; II – голова трутня; III – голова рабочей пчелы (1- простые глаза; 2 – сложные глаза; 3 – антенны; 4 – верхняя губа; 5 – мандибулы; 6 – хоботок.

Усики – расположены на лбу между сложными глазами, являются органами обоняния и осязания. На восьми последних члениках усика находится 14 – 15 тыс. нервных окончаний (сенсилл).

Ротовые органы – ротовой аппарат рабочей пчелы относится к грызуще-сосуще-лижущему типу (приложения, рис. 5). В его состав входят:

• Грызущая система: мандибулы (парные верхние челюсти) и верхняя губа.
• Сосущая система: нижняя челюсть (парная) и нижняя губа.

Нижние челюсти совместно с нижней губой образовали вытянутый хоботок, которым пчела засасывает пищу.

Грудь (приложения, рис. 3) у пчелы состоит из трёх отделов: передняя грудь, средняя грудь и задняя грудь к которым крепятся три пары ножек и две пары крыльев.

Брюшко (приложения, рис. 4) у рабочей пчелы и матки состоит из 6 ясно различимых колец, в брюшке трутня 7 колец. Морфологически первое брюшное кольцо является вторым (первое вошло в состав грудного отдела). Каждое брюшное кольцо состоит из полуколец. Спинные полукольца называются тергитами, брюшные стернитами.

Из четырёх тергитов груди наиболее развит 2-й, который сильно разросшись, образует большую её часть. Между вторым и третьим тергитом груди прикрепляются крылья.

Все шесть тергитов брюшка сильно увеличены (прикрывают края стернитов) и образуют спинную и боковую стенки брюшка. На передних краях тергитов с боку расположены дыхальца (стигмы). Тергиты соединяются между собой гибкой плейральной мембраной и располагаются так, что задний край каждого тергита заходит за передний край предыдущего. Это даёт пчеле возможность удлинять или сокращать брюшко, что необходимо для нормальной работы внутренних органов.

4 грудных и 6 брюшных стернитов образуют нижнюю стенку груди и брюшка. Между стернитами и плевритами первых трёх грудных сегментов прикрепляются конечности. Брюшные стерниты меньше тергитов, поэтому их края заходят за концы тергитов и соединяются с ними гибкой плейральной мембраной, что позволяет брюшку, расширятся в вертикальном положении. Первый и второй стернит брюшка коричневые, покрыты волосками. На четырех последних стернитах у рабочих пчёл расположены восковые железы и восковые зеркальца.

У рабочих пчёл и маток на конце брюшка находится жало (приложения, рис.6), у трутней его нет. Жало представляет собой видоизменённый яйцеклад и выполняет защитную функцию. Оно состоит из хитиновых непарных салазок, двух подвижных стилетов, большой и малой ядовитой желез и двух щупиков. Салазки – желобовидные образования, на нижней стороне которых находятся два продольных валика. К салазкам прилегают два неподвижных стилета, которые скользят по рельсообразным валикам салазок. Стилет заканчивается зазубринами, которые не позволяют пчеле вытянуть жало из кожи млекопитающих, при взлёте пчелы жало отрывается от её тела. При ужалении насекомых с хитиновым покровом жало не отрывается.

Ножки (приложения, рис 7) – расположены на грудном отделе и состоят из нескольких члеников. Ножки служат для передвижения, сбора и переноса цветочной пыльцы, прополиса (приложения, рис. 8, 9) а также чистки усиков. В ножке различают пять члеников: тазик, вертлуг, бедро, голень и лапку. Членистая лапка заканчивается двумя коготками и подушечкой между ними. На передней ножке имеется приспособление для чистки усиков, на средней шпора для снятия обножки.

На задних ножках рабочих пчёл находятся корзиночки для складывания цветочной пыльцы. У маток и трутней корзиночек нет. На голени средних ножек расположены шипы – хитиновые выросты, которыми пчела отделяет обножку от корзиночки и сталкивает её в ячейку.

У рабочих пчёл ножки имеют приспособления для сбора и приноса пыльцы. Наружная поверхность голени задней ножки у них немного вдавлена и лишена волосков; хитин её гладкий и блестящий. Это углубление, окружённое рядом загнутых внутрь жёстких длинных волосков, образует корзиночку, в середине дна которой находится одна длинная прочная щетинка. В корзиночку пчела собирает пыльцу в виде довольно больших комочков – обножек.

Первый членик лапки у пчелы сильно увеличен и превращён в плоскую четырёхугольную пластинку. Наружная сторона первого членика лапки покрыта обычными волосками, как и все другие членики, с внутренней стороны первый членик лапки имеет 9–10 поперечно размещенных рядов прочных волосков, составляющих щёточку. Такие же щёточки находятся и на внутренней стороне первого увеличенного членика лапки всех остальных ножек. Матка и трутень щёточек не имеют.

Щёточками пчела счищает пыльцу с тела. Процесс очистки происходит следующим образом:

• Средними ножками пчела очищает голову и грудь, прочёсывая тело спереди назад.
• Щёточками задних ножек она прочёсывает брюшко в направлении сзади наперёд.
• На широком конце голени пчелы находится ряд острых длинных зубцов, образующих т.н. гребень, который служит для счёсывания пыльцы со щёточек.

При сборе пыльцы пчела разрывает челюстями пыльники цветков, и пыльцевые зёрна обсыпают её тело. Пчела собирает эту пыльцу щёточками передних ножек, с них она счищается щёточками средних ножек. При этом с левой ножки пыльца попадает на щёточку правой и наоборот. Далее щёточки средних ножек поочерёдно протаскиваются между щёточками задних (задними ножками пчела может счищать пыльцу с боковых стенок брюшка).

Эффективность опыления энтомофильных культур напрямую зависит от рабочих инструментов пчелы — ее конечностей и крыльев. Особенности строения ножек определяют, насколько быстро насекомое очищает свои органы чувств и как именно оно собирает пыльцу. Устройство крылового аппарата напрямую влияет на радиус фуражирования и скорость доставки нектара в улей. Понимание этих биологических механизмов помогает агрономам точнее рассчитывать расстановку пчелосемей на цветущих массивах.

Рабочие инструменты: сбор обножки и уход за телом

Формирование обножки — это сложный механический процесс, который происходит непосредственно во время сбора пыльцы с цветков. Пчела использует щеточки и гребешки на задних ножках для очистки тела от пыльцевых зерен и формирования плотных комков. Увлажненная нектаром масса надежно фиксируется в специальных углублениях голени задней пары конечностей.

1. Накапливание пыльцы на щеточках задних ножек во время посещения цветков.
2. Счесывание пыльцы гребнем одной ножки со щеточки противоположной ножки.
3. Увлажнение собравшегося на гребне комка нектаром и секретом желез для придания липкости.
4. Сдвигание липкого комка в корзиночку при движении лапки вперед и назад с фиксацией на ее донной щетинке.
5. Сбрасывание готовой обножки в ячейку сота с помощью шпор — острых прочных шипов на внутренней стороне голени средних ножек.

Щеточки задних ножек выполняют и другую важную задачу — с их помощью рабочие пчелы извлекают восковые пластинки из брюшных карманов между краями стернитов. Пчела накалывает тонкий воск на волоски щеточки и передает его к челюстям для строительства сотов. Для очистки чувствительных усиков у всех трех особей семьи предназначен специальный аппарат на передних ножках. Он устроен в виде полукруглого выреза с прочным хитиновым гребнем на первом членике лапки и подвижного отростка голени.

Летные характеристики и устройство крыльев

Крылья пчелы закладываются на стадии куколки как выросты гиподермы средне- и заднегруди. В процессе развития их стенки сближаются, образуя прочные полые трубки — жилки, внутри которых циркулирует гемолимфа, проходят трахеи и нервы. Жилки соединены тонкими прозрачными перепонками, формирующими легкий и жесткий несущий каркас. От основания переднего крыла отходят четыре крупные продольные жилки, соединенные короткими перемычками. Рисунок образующихся ячеек индивидуален для каждой популяции насекомых, что позволяет определять их породную принадлежность.

В полете передняя и задняя пары крыльев работают как единая плоскость благодаря специальному зацепному аппарату. Желобок на заднем крае переднего крыла надежно скрепляется с микроскопическими крючками на переднем крае заднего крыла. Сильная грудная мускулатура обеспечивает высокую частоту взмахов и позволяет пчеле развивать значительную скорость даже с грузом.

• Дальность на открытой местности — 4–5 км и более
• Дальность в лесу — менее 5 км
• Расход корма на 1 км — 1 мг