Медоносная пчела

Медоносная пчела (лат. Apis mellifera) — вид общественных перепончатокрылых насекомых из семейства настоящих пчёл (Apidae), единственный представитель рода Apis, широко используемый человеком для получения мёда, воска, прополиса, маточного молочка и опыления сельскохозяйственных культур. Это наиболее изученный и распространённый вид пчёл, который в результате естественного расселения и интродукции человеком встречается на всех континентах, кроме Антарктиды. Медоносная пчела характеризуется сложной социальной организацией, разделением функций между особями в колонии (семье) и способностью поддерживать постоянную температуру в гнезде.

Биология и морфология

Внешнее строение

Тело медоносной пчелы, как и у других насекомых, состоит из трёх отделов: головы, груди и брюшка. Оно покрыто хитиновым экзоскелетом, несущим волоски, которые выполняют осязательную функцию и участвуют в сборе пыльцы. Окраска варьирует от тёмно-коричневой до жёлто-оранжевой, что зависит от подвида и географической популяции. Длина тела рабочей пчелы составляет 12–14 мм, матки — 20–25 мм, трутня — 15–17 мм.

На голове расположены сложные фасеточные глаза (у рабочих пчёл их два, у трутней — три, у матки — два) и три простых глазка. Усики (антенны) состоят из 12 члеников у рабочих и матки и из 13 у трутней; на них находятся органы обоняния и осязания. Ротовой аппарат грызуще-лижущего типа: верхние челюсти (мандибулы) служат для разгрызания воска и обработки прополиса, а нижняя губа и нижние челюсти образуют хоботок для сбора нектара. Длина хоботка у рабочих пчёл составляет 5,5–7,0 мм.

Грудь несёт две пары перепончатых крыльев (передние крупнее задних) и три пары ног. Задние ноги рабочей пчелы специализированы для сбора пыльцы: на голени имеется «корзиночка» (углубление, окаймлённое волосками), а на первом членике лапки — «щёточка» для счищения пыльцы с тела. На конце брюшка находится жало — видоизменённый яйцеклад, соединённый с ядовитой железой. Жало имеет зазубрины и после ужаления остаётся в теле жертвы, что приводит к гибели пчелы.

Внутреннее строение и физиология

Пищеварительная система включает ротовую полость, глотку, зоб (медовый зобик, где нектар смешивается с ферментами), среднюю кишку (основное место переваривания) и заднюю кишку. Кровеносная система незамкнутая: гемолимфа (аналог крови) циркулирует по полости тела, омывая органы. Дыхание осуществляется через трахеи — систему трубочек, открывающихся наружу дыхальцами на боках брюшка. Нервная система состоит из головного мозга (надглоточного ганглия) и брюшной нервной цепочки.

Органы чувств включают зрение (различают ультрафиолетовый спектр, что важно для обнаружения цветов), обоняние (высокая чувствительность к феромонам и ароматам нектара), вкус (рецепторы на хоботке и лапках), осязание (волоски на теле) и слух (воспринимают вибрации через субстрат). Пчёлы способны к обучению и запоминанию пространственных ориентиров.

Социальная организация и касты

Медоносная пчела живёт колониями (семьями), которые в естественных условиях насчитывают от 10 до 80 тысяч особей. В каждой семье представлены три касты: матка, рабочие пчёлы и трутни. Разделение функций обеспечивает выживание и размножение колонии.

Матка

Матка — единственная плодовитая самка в семье. Она развивается из оплодотворённого яйца, отложенного в специальную маточную мисочку, и получает в течение всего личиночного периода исключительно маточное молочко. Матка крупнее рабочих, имеет удлинённое брюшко и не имеет корзиночек для пыльцы. Её функция — откладывание яиц (до 2000 в сутки в пик сезона). Матка выделяет феромон (маточное вещество), который подавляет развитие яичников у рабочих пчёл и поддерживает целостность семьи. Продолжительность жизни матки — от 3 до 5 лет.

Рабочие пчёлы

Рабочие пчёлы — это самки с недоразвитыми половыми органами. Они составляют основную массу семьи. Их развитие из оплодотворённого яйца занимает 21 день. В течение жизни рабочая пчела проходит несколько этапов (возрастных каст):

• Уборщицы (1–3 день жизни) — чистят ячейки сотов.
• Кормилицы (4–12 день) — кормят личинок маточным молочком и пергой.
• Строительницы (12–18 день) — выделяют воск и строят соты, принимают нектар от сборщиц.
• Приёмщицы и вентиляторщицы (18–21 день) — принимают нектар, перерабатывают его в мёд, вентилируют гнездо.
• Сторожевые (21–24 день) — охраняют вход в улей.
• Сборщицы (с 21–24 дня до конца жизни, около 3–6 недель) — вылетают за нектаром, пыльцой, водой и прополисом.

Рабочие пчёлы живут летом 30–45 дней, зимой — до 6–8 месяцев.

Трутни

Трутни — это самцы, развивающиеся из неоплодотворённых яиц (партеногенез). Они крупнее рабочих, имеют большие глаза и мощные крылья, но не имеют жала и не собирают корм. Их единственная функция — спаривание с молодой маткой. После спаривания трутень погибает. Осенью трутней изгоняют из улья, и они погибают от голода и холода.

Жизненный цикл и размножение

Роение

Роение — естественный способ размножения пчелиной семьи. Когда семья становится слишком большой (обычно весной или в начале лета), матка с частью рабочих пчёл покидает улей и образует новый рой. Рой сначала прививается на ветке дерева, а затем разведчицы находят новое место для гнезда. В старом улье остаётся молодая матка или несколько маточников, из которых выйдет новая матка.

Спаривание

Молодая матка совершает брачный вылет через 5–7 дней после выхода из маточника. Она спаривается в воздухе с 6–15 трутнями, после чего возвращается в улей и начинает откладывать яйца. Сперма хранится в семяприёмнике матки и расходуется в течение всей её жизни.

Развитие личинок

Яйцо развивается 3 дня, личинка — 6 дней (за это время её многократно кормят), затем личинка окукливается. Стадия куколки длится 12 дней у рабочей пчелы, 14 у трутня и 7–8 у матки. Полный цикл развития рабочей пчелы от яйца до имаго — 21 день, трутня — 24 дня, матки — 16 дней.

Питание и кормодобывание

Медоносные пчёлы питаются нектаром и пыльцой цветковых растений. Нектар служит источником углеводов (сахарозы, глюкозы, фруктозы), а пыльца — белков, жиров, витаминов и минералов. Сборщицы вылетают из улья в радиусе до 3–5 км (иногда до 10 км) и посещают до 1000 цветков за один вылет.

Коммуникация

Пчёлы используют сложную систему коммуникации — «танец» (виляющий танец), открытый австрийским этологом Карлом фон Фришем. С помощью танца сборщица передаёт другим пчёлам информацию о направлении и расстоянии до источника корма. Направление указывается относительно солнца, а расстояние — частотой виляний и продолжительностью танца. Также используются феромоны (например, феромон тревоги, феромон следа).

Переработка нектара

В зобике сборщицы нектар смешивается с ферментом инвертазой, который расщепляет сахарозу на глюкозу и фруктозу. В улье нектар передаётся пчёлам-приёмщицам, которые многократно отрыгивают и заглатывают его, а затем помещают в ячейки сотов. Избыток влаги испаряется за счёт вентиляции гнезда. Когда содержание воды снижается до 17–20%, мёд запечатывается восковыми крышечками.

Пыльца

Пыльца смешивается с нектаром и слюной, образуя «обножку», которую пчела переносит в корзиночках на задних ногах. В улье пыльцу утрамбовывают в ячейки и заливают мёдом — получается перга (пчелиный хлеб), основной белковый корм для личинок.

Гнездо и соты

В естественных условиях медоносные пчёлы гнездятся в дуплах деревьев, расщелинах скал, пустых постройках. Гнездо состоит из вертикальных восковых сотов, расположенных параллельно друг другу. Соты имеют шестиугольные ячейки, которые служат для выведения расплода (личинок), хранения мёда и перги. Воск выделяется специальными восковыми железами на брюшке рабочих пчёл. Для производства 1 кг воска требуется около 8–10 кг мёда.

Подвиды и породы

Вид Apis mellifera насчитывает около 30 подвидов (географических рас), которые различаются окраской, размерами, поведением, устойчивостью к болезням и продуктивностью. Наиболее известные:

• Среднерусская пчела (A. m. mellifera) — тёмно-серая, зимостойкая, агрессивная, высокая продуктивность по мёду.
• Итальянская пчела (A. m. ligustica) — жёлтая, миролюбивая, плодовитая, склонна к роению.
• Карпатская пчела (A. m. carpatica) — светло-серая, миролюбивая, устойчива к заболеваниям.
• Краинская пчела (A. m. carnica) — тёмно-серая, миролюбивая, экономично расходует корм.
• Жёлтая кавказская пчела (A. m. caucasica) — серая с жёлтым оттенком, длиннохоботковая, миролюбивая.

В пчеловодстве широко используются селекционные породы и помеси (гибриды), такие как «Бакфаст» и «Карника».

Значение для человека и экосистемы

Опыление

Медоносная пчела — один из важнейших опылителей сельскохозяйственных культур. По оценкам, около 75% основных продовольственных культур в мире зависят от опыления насекомыми, и пчёлы обеспечивают до 80% этого опыления. Экономическая ценность опыления пчёлами оценивается в сотни миллиардов долларов ежегодно. Пчёлы опыляют плодовые деревья (яблоня, груша, вишня), ягодники (малина, смородина), овощные культуры (огурцы, тыква, арбуз), масличные (подсолнечник, рапс) и кормовые травы (клевер, люцерна).

Продукты пчеловодства

• Мёд — основной продукт, используется в пищу, медицине, косметологии.
• Воск — применяется в косметике, фармацевтике, для изготовления свечей, в электронике.
• Прополис (пчелиный клей) — обладает антибактериальными свойствами, используется в народной медицине.
• Маточное молочко — секрет глоточных желез молодых пчёл, используется как биостимулятор.
• Перга — консервированная пыльца, богатая белками и витаминами.
• Пчелиный яд — используется в апитерапии для лечения заболеваний суставов и нервной системы.

Угрозы и охрана

В последние десятилетия наблюдается массовая гибель пчелиных семей — коллапс пчелиных колоний (CCD). Причины включают: использование пестицидов (особенно неоникотиноидов), паразитов (клещ Varroa destructor), вирусные и бактериальные инфекции (американский гнилец, нозематоз), потерю кормовой базы из-за монокультурного земледелия, изменение климата. Для сохранения популяций медоносных пчёл принимаются меры: ограничение применения опасных пестицидов, развитие органического земледелия, создание цветущих полос и пасек, селекция устойчивых пород.

Интересные факты

• Пчела может развивать скорость до 25–30 км/ч.
• Для производства 1 кг мёда пчёлам необходимо посетить около 10 миллионов цветков.
• За один вылет пчела приносит в улей около 40–50 мг нектара.
• Пчёлы различают время суток и могут запоминать расположение кормушек.
• Температура в гнезде поддерживается на уровне 34–35 °C круглый год.
• Пчелиный яд содержит мелиттин — вещество, вызывающее боль и воспаление, но также обладающее противовоспалительными свойствами.

Источники

• Михеев В. А., Кривцов Н. И. Пчеловодство. — М.: Колос, 2007.
• Фриш К. Из жизни пчёл. — М.: Мир, 1980.
• Winston M. L. The Biology of the Honey Bee. — Harvard University Press, 1987.
• Seeley T. D. Honeybee Democracy. — Princeton University Press, 2010.
• Goulson D. The Buzz about Bees: Biology of a Superorganism. — Springer, 2010.