Biologie včel

Včela medonosná je jedním z druhů hmyzu, který se lidem podařilo zkrotit a obrátit jejich biologické vlastnosti ve svůj prospěch.

Tělo včely medonosné se jako většina hmyzu skládá ze tří jasně odlišitelných a pohyblivě propojených částí: hlavy, hrudníku a břicha.

Veškerý hmyz je víceméně „obrněn“ odolným chitinovým obalem. Plní dvě důležité funkce, z nichž první je podpůrná. Chitinózní obal je kostra zvířete. Pokud je u lidí vnitřní, pak u včel je vnější, to znamená, že pod kostrou nemají viditelné maso. Druhá funkce vnějšího chitinového povlaku je ochranná.

Hlava

Hlavní smyslové orgány hmyzu jsou soustředěny v hlavě. Má trojúhelníkový tvar s výraznýma očima a velmi nápadným ústním ústrojím. Zrak s jeho pomocí hraje hlavní roli v životě hmyzu, včela nachází v úlu zdroje potravy, „kolegy“ a určuje, kdo ohrožuje rodinu, aby se s ním pustila do boje.

Včela má zvláštní oči. Na koruně včely jsou tři jednoduché oči, které jsou schopny rozlišit pouze světlo a předměty, které se nacházejí přímo nad včelou, v její bezprostřední blízkosti. Po stranách hlavy jsou složené oči. Skládají se z jednotlivých buněk – faset – z nichž každá není svou strukturou příliš složitá, ale jejich mnoho (5-8 tisíc) tvoří jedinečný a dokonalý optický přístroj. Každá fazeta vidí pouze část předmětu; informace, které jím procházejí, analyzuje včelí mozek, který poskytuje úplné informace o předmětu.

Předpokládá se, že právě díky širokému spektru vidění je včela schopna za letu analyzovat nejen typ rostliny, ale také zralost květu a také stupeň jeho naplnění nektarem. Jak již bylo zmíněno, včela jen zřídka „nečinně“ přistává na květiny, jejichž nektar vyschl.

V hlavě včely je i ústní ústrojí, pomocí kterého hmyz extrahuje nektar, plní plástve, krmí mláďata, královnu, případně další včely dělnice. Včelí ústní ústrojí obsahuje i chuťové orgány.

Hlava je jediným orgánem hmyzu, který kromě vnější obsahuje i vnitřní kostru. Přední část tlamy pokrývá úzký chitinózní proužek – horní ret a po stranách jsou horní čelisti – kusadla. Silně posunutý spodní ret tvoří spolu s párem dolních čelistí proboscis, pomocí kterého se nasává nektar a uvolňuje med. Sonda včelí dělnice je výrazně delší než sosák královny a trubce. To vám umožní dosáhnout nektarových usazenin téměř v jakékoli květině.

Tykadla jsou umístěna na hlavě a i přes zdánlivou jednoduchost mají poměrně složitou strukturu. Obsahují orgány čichu a hmatu včely.

Hrudník

Hrudník (hrudník) je ústřední složkou každého hmyzu. Hrudník se skládá ze tří částí: prothorax, mesothorax a metathorax.

Toto je upevňovací bod pro tlapky a sedlo svalů. Křídla jsou také připevněna k hrudi. Na rozdíl od much mají včely, motýli a vážky dva páry křídel. Přední křídla včel jsou mnohem větší než zadní křídla. Během letu působí obě křídla společně. Synchronicita je dosažena speciálním spojovacím zařízením vybaveným křídly. Umožňují včele dosáhnout rychlosti letu až 65 km/h bez zátěže a až 30 km/h se zátěží.

nohy

Na předním páru včelích nohou je speciální zařízení na čištění tykadel a těla pylu, ve kterém se hmyz „zašpiní“ při sběru medu. Střední pár nohou včelích dělnic na spodním konci nohy má ostruhy pro shazování pylu do buněk plástů a odstraňování voskových plátů z břicha. Zadní strana nohou včely dělnice je uzpůsobena pro sběr pylu. Na vnitřní straně nohy je kartáč, pomocí kterého se sbírá pyl z těla, a na vnější straně nohy je „košík“ v podobě podlouhlé prohlubně, do které včela sbírá pyl s pylovými kleštěmi umístěnými mezi nohou a prvním segmentem nohy. Při sběru pylu jej včela nejprve navlhčí nektarem a poté jej rovnoměrně umístí do košíku. Tento pyl se nazývá pyl.

Břicho

Břicho včelí královny a dělnice se skládá ze šesti segmentů, trubec – ze sedmi. Segmenty jsou půlkruhy: horní jsou tergity, spodní jsou sternity. Jsou navzájem spojeny chitinovými membránami. Samotné břicho je připojeno k hrudi pomocí chitinózní stopky. Tento pohyblivý kloub umožňuje roztahování jako harmonika.

V břiše jsou umístěny orgány trávení, oběhu, dýchání, vylučování a rozmnožování. Včely dělnice mají také reprodukční orgány, ale pouze v plenkách.

Mezi břišními segmenty jsou výstupy voskových žláz. Právě odtud včely berou vosk na stavbu plástů v úlu a „neškrábou“ ho z plodu, jak se běžně soudí.

Včelí žihadlo se nachází na špičce břicha. Má malý, ale pro hmyz fatální rozdíl od bodnutí jinými blanokřídlými. Včely mají zubaté žihadlo. Jakmile je propíchnuta do elastické kůže savce, včela ji nedokáže odstranit zpět. Zůstává v ráně spolu s jedovatým aparátem včely a částí jejích vnitřních orgánů. Takové ztráty jsou neslučitelné se životem hmyzu, a proto včely umírají po jediném bodnutí v jejich životě. Po útoku hmyzu nebo pavouků včela nezemře, protože žihadlo volně vychází z tvrdé skořápky.

Odhaduje se, že pokud dojde k napadení savce, celkové množství jedu vstříknutého do rány je 7,5krát větší než při bodnutí zvířete s chitinózním obalem. V důsledku evoluce byla vyvinuta speciální strategie na ochranu rodiny: smrt několika desítek včel není příliš velká ztráta ve srovnání se škodami, které může způsobit velký savec při hledání #medu. Neexistuje žádný jiný způsob, jak vysvětlit takový prvek včelího bodnutí, jako jsou zuby. Zároveň, pokud je hrozba ze strany savce dostatečně vzácná, pak se hmyz každý den snaží dostat k medu, vosku nebo včelímu plodu.

Královna má také žihadlo a je delší než žihadlo včelí dělnice. Používá jej však pouze pro rituální boje s jinými královnami.

Včely umí počítat od nuly do čtyř, jsou schopny rozlišovat mezi malířskými styly a mají svůj vlastní „jazyk“. Co se stane, když vymřou, je pravda, že včely včelaře nekoušou a královna vše v úlu provozuje, hodí se jí mléko, co dělají včely v zimě a jak se chovat, když zaútočí? O tom a mnohem více hovořila bioložka Taťána Zachepilo.

Život včely: proč vědci studují medonosné rostliny / ©www.1zoom.me / Autor: Nikita Tarasov

– Proč jste si pro svůj výzkum vybrali včely?

– Včela je vhodným objektem pro mikrobiologický výzkum a organizace jejího genomu je mnohem blíže savcům než u jiného hmyzu. Studujeme, jak se u včel tvoří, udržují a reprodukují podmíněné reflexy. Potravou podmíněné reflexy aktivně studoval akademik Pavlov u psů. Vyvinul si podmíněný reflex na různé podněty, například na zvonek. Nejprve se pes naučil spojovat nepodmíněný podnět (jídlo) s podmíněným (zvonek). Po nějaké době začal cvičený pes na zavolání sbíhat sliny.

Včely, které studujeme, žijí ve velkých koloniích. Některé druhy včel ale žijí ve velmi malých skupinách – kolem deseti jedinců a najdou se i zcela samotářské. Čím menší skupina, tím slabší jsou hierarchické vazby v ní. Čím je společnost větší, tím je její struktura složitější. Ne každý hmyz má tak rozvinutou a složitou sociální organizaci. Včely tvoří jedny z nejsložitějších skupin.

Kromě toho si včely vyvinuly svůj vlastní „jazyk“ – tanec, to je jejich vrozená vlastnost. Ptáci začnou zpívat sami (bez předchozího tréninku) a včely začnou tančit. Zajímavé je, že tance včel jsou vždy přibližně stejné, i když žijí na úplně jiných místech. To naznačuje, že všechny včely mají společného předka.

– Má všechen hmyz tak přísnou hierarchii?

– Veškerý společenský hmyz má hierarchii. Například ovocné mušky mají velmi malou socialitu a hierarchii. I když žijí ve skupinách. Nejnápadnějším příkladem složité struktury společnosti jsou mravenci. Mravenci mohou mít mnoho kast, specializující se na různá povolání. Zástupci těchto kast se mohou vzhledově velmi lišit – malý mravenec a jeho 10krát větší kolega mohou mít téměř stejnou genetiku. Mravenci mají také matriarchát, ale některé druhy v rodině mohou mít více než jednu královnu. Královny spolu vycházejí docela dobře a dokážou se i spojit proti společnému nepříteli – nové královně, která se chce chopit moci.

– Zjistili jsme, že u včel to není královna, kdo všechno řídí, ona jen snáší vajíčka?

– Královna klade vajíčka a reguluje chování ostatních včel, ale neporoučí jim. Pravda, pokud je královna z hnízda odstraněna, pak budou včely nějakou dobu bez sebe, protože její feromony včely uklidňují, spojují a vedou. A když je královna odstraněna, rodina je zpočátku neklidná a může dokonce zemřít, pokud se nevylíhne nová královna. Bez matky budou včely nějakou dobu žít, ale pak včelstvo stejně zahyne, protože včely dožijí svůj termín. A nové včely nebudou mít odkud pocházet. Pokud se včelám na královně něco nelíbí nebo je v kolonii něco špatně, včely přejdou do stavu rojení. To lze opakovat několikrát, dokud rodina nezemře.

– Jak si včely vybírají královnu?

– Prozatím to zůstává pro vědecký svět záhadou. Je jasné, že nové buňky královny se kladou daleko od středu hnízda, kde královna klade vajíčka, protože pokud je v hnízdě vše víceméně normální, královna je silná, tak nedovolí, aby si nová královna vzala přes a zabije ji. Včely dělnice proto drží mladé královny pryč – chrání je.

– Četl jsem, že každá rodina má svůj pach, podle kterého se členové rodiny poznají. A když někteří odletí, změní se jejich vůně?

– Každá nová královna má ve svém pachu určitou složku a po nějaké době budou mít její vůni včely, které s novou královnou odletěly.

– A když se potkají včely ze dvou různých úlů, nebudou se prát?

– Pokud se potkají mimo úl, tak ne. Ale pokud se cizí včela dostane do úlu někoho jiného, ​​bude v nejlepším případě vyhozena, a pokud bude vytrvalá, může být dokonce zabita.

– Jak si královny vybírají drony?

– Na tuto otázku zatím neexistuje odpověď, protože proces páření v přírodních podmínkách probíhá vysoko na obloze. Královna létá za vůní dronových feromonů a vybírá ty nejlepší drony, se kterými se bude pářit. Chtějí-li včelaři získat čistokrevné matky, odeberou sperma z trubce a matku uměle oplodní.

– Jak rozvinutá je inteligence včel?

– Včely mají vysokou úroveň inteligence. S největší pravděpodobností je to způsobeno jejich společenským způsobem života. Koneckonců existuje určitý vzorec – společenská zvířata jsou obvykle mnohem chytřejší než zvířata samotářská. Včely se perfektně orientují v prostoru, mají svůj vlastní jazyk – tance a dokážou si navzájem říkat, kam létat za potravou. Včely umí počítat od 0 do 4. I když pochopení nuly bylo donedávna považováno za jedinečnou lidskou vlastnost.

Také koncept nuly byl zaznamenán u slavného šedého papouška Alexe a jednotlivých velkých lidoopů. Včely lze naučit sbírat nektar z konkrétní kvetoucí rostliny a také rozlišovat mezi styly malby. Výzkum inteligence včel aktivně probíhá v Evropě, Americe a Austrálii. V Rusku je přední specialistkou v této oblasti profesorka Nina Georgievna Lopatina. Myslím, že v příštích letech se dozvíme nová a zajímavá fakta o mozku a inteligenci včel, ale i jiného hmyzu.

– Co dělají včely v zimě?

– Vyhřívají se ve svém hnízdě. Tvoří kouli, v jejímž středu sedí královna, je ohřívána a krmena a má několik měsíců klidu. Ke konci chladného období začíná snášet vajíčka. K tomu dochází, pokud v oblasti, kde žijí, dojde ke změně ročních období. Pokud se v oblasti nemění roční období, vejce se kladou po celý rok.

– Jak dlouho žije včela?

– Běžné včely žijí 2–3 měsíce, pokud se vylíhnou na jaře a v létě. Ty, které se vylíhnou na podzim, mohou v závislosti na oblasti žít asi šest měsíců. Děloha může žít až pět let. Včely, které se vylíhnou na podzim, žijí déle, protože v naší zeměpisné šířce je dlouhá zima. Když začíná teplé období, poprvé létají, pracují a učí mladší generaci. Mladé včely vylétají z hnízda poprvé někde 7.-8. den po vylíhnutí a jako sběrači nektaru začínají pracovat až po dvou týdnech.

Trubci žijí kratší život, jsou vyhozeni z úlu na konci léta, aby nedostali krmení. Jsou potřeba hlavně k rozmnožování. Někdy jdou rodiny do zimy s malým počtem dronů a pak jim najdou práci – větrání vzduchu. Ale ve většině včelstev jsou trubci vyhozeni. Žijí nějakou dobu venku (pokoušejí se dostat zpět do hnízda, ale dovnitř jim to není povoleno) a pak umírají hlady, protože nevědí, jak získat potravu.

– Řekněte nám prosím, jak včela vyrábí med?

– Med je fermentovaný nektar. Včela sbírá nektar do speciálního lůna. V úlu jej předá přijímající včele. Do nektaru přidává některé enzymy a přenáší ho do buňky plástve. Po 3-5 dnech med dozraje a včely zalepí plásty voskovými uzávěry. K získání jednoho kilogramu medu je potřeba asi 19 milionů letů pro nektar.

– Je med potravou pro včely?

– Ano, je to pro ně jídlo. Nejprve jsou včely krmeny speciálním sekretem a poté mladé včely začnou jíst med. Med, včelí chléb a pyl jsou každodenní potravou včel. Když lidé berou med, včely musí pracovat tvrději. Dokud je v úlu určité množství medu, jsou včely klidné. Pokud bude méně, včely se stanou neklidnými a mohou se začít rojit.

– Jak včely sbírají různé druhy medu? Existuje například lipový med. Jak to sestavit?

– Lidé přinášejí včely těm plodinám, které kvetou, a medu, který mají lidé rádi. Včely obvykle sbírají med ze všech kvetoucích rostlin. Některé medonosné rostliny jim samozřejmě chutnají více, některé méně, včely milují zejména jetel a luštěniny. Včely si vybírají nejproduktivnější rostliny a lidé si vybírají ty, které jsou nejchutnější. Zohledněny jsou i přínosy pro zemědělství – většinu plodin opylují včely.

– Slyšel jsem, že vědci bijí na poplach, že včely mizí, předkládají se různé verze. Kterou z nich sledujete?

„Před několika lety z našeho ústavu z neznámých důvodů odletěly dvě rodiny. Úly jsme už měli připravené na zimu, ale v zimě se ukázalo, že v nich nejsou žádné včely – prostě odletěly. Proč je nejasné. Existuje několik vůdčích teorií: některé říkají, že na vině jsou pesticidy, někteří tvrdí, že na vině je elektromagnetické záření, další viní za úbytek včel roztoče a viry varroa. Jsem toho názoru, že včely hynou ve větší míře na pesticidy, které se používají k ošetřování polí. Včely se do jisté míry naučily přizpůsobovat se elektromagnetickým polím s nízkou intenzitou.

– Co se stane, když vymřou včely?

„Pokud zítra vymřou, pak za pět let prostě nebudeme mít co jíst.“ Jiný hmyz nemá kolonie dostatečně velké na opylení tak rozsáhlých oblastí, jiný hmyz není schopen včely nahradit. Jejich aktivita stačí pouze k opylení některých lesních rostlin, nikoli však zemědělských plodin. Čmeláci mohou, ale jejich rodiny jsou mnohem menší – 50-60 čmeláků na rodinu. Již nyní v mnoha sklenících dochází k opylování kvůli čmelákům, ale bohužel také čmeláci vymírají.

– Jak vysvětlit fakt, že včelaře včely neštípou? Jak můžete zabránit včele, aby vás bodla, když se například z nějakého důvodu ocitnete v blízkosti jejich stanoviště?

– To je mylná představa, včelaře také bodají včely. Včelaři ale dodržují bezpečnostní opatření. Například ve včelíně byste neměli parfémovat ani používat silně vonící látky. To způsobuje agresi včel. Také byste neměli běhat, mávat rukama, dělat náhlé pohyby nebo vydávat hluk. Musíte pracovat odměřeně a pečlivě. Pokud vyprovokujete útok, pak se musíte rychle dostat za nějaké keře a stromy. Pokud se náhodou ocitnete v blízkosti úlu, podívejte se, kterým směrem včely létají a opatrně, bez náhlých pohybů a křiku, se přesuňte na stranu, nejlépe za keře a stromy.

Obecně jsou žihadla pro včely smrtelná, protože žihadlo tohoto hmyzu je zubaté, na rozdíl například od vos, u kterých je hladké. Pokud včela zabodla žihadlo do kůže, nevytáhne ho. Ale k ochraně úlu je včela připravena spáchat sebevraždu. Pouze včely dělnice mají žihadlo, trubci ne.

– Jaký je rozdíl mezi včelami a vosami?

– Včely se vyvinuly z vos. Ale vosy jsou různorodá skupina: jsou vosy, které vedou společenský způsob života, jako včely, a existují vosy samotářské. Existují také dravé vosy a vosy lovecké, které loví jiný hmyz. Taková vosa může například bodnout mouchu, která znehybní a vosa ji sežere nebo zanese svým potomkům do hnízda.

Parazitických vos je velké množství. Obvykle parazitují na larvách jiného hmyzu, ale existují i ​​takové, které parazitují na rostlinách. Například vosy fíkovníky, jejichž život je s fíkovníkem úzce spjat. Aby plod fíku nasadil, musí být opylen takovou vosa. Nejprve vosa vleze do samčího květu fíkovníku, dopadá na něj pyl, poté vosa přelétne na další rostlinu, kde dochází k opylení samičích květů. Vosa klade vajíčka do samičích květů, po kterých se tam vyvinou larvy, které se živí rostlinnými zdroji. Vosy zřejmě zpočátku parazitovaly na fíku, ale ten se dokázal přizpůsobit a využít vosy k efektivnější reprodukci.

– Produkují vosy také med?

– Některé vosy sbírají pyl a nektar a to, co nasbírají, ukládají, ale mají jiné enzymy, takže se z toho v obvyklém smyslu nepromění med.

– Co je to mateří kašička? Je to opravdu kouzla na všechno nebo jen marketing?

– Mateří kašičku vyrábějí včelí dělnice, aby nakrmily budoucí královnu. Pro získání mateří kašičky je královna dočasně odstraněna z kolonie, aby včely dělnice mohly začít krmit novou. Včely vynakládají velké úsilí na produkci mléka, takže to bylo vždy cenné.
Je to velmi silný stimulant, například když si dáte nativní mateří kašičku v dávce o velikosti dvou hlaviček zápalky, můžete zůstat vzhůru 1-2 noci. Když se však přidá do mnoha kosmetických produktů, jako je šampon, vůbec nefunguje. Ale jsou tu výhody farmaceutických mastí s mateří kašičkou.

– Jaké jsou perspektivy práce se včelami?

– Nyní jsme jediná skupina neurobiologů, která pracuje se včelami v Rusku. Podobné studie probíhají také v Německu a USA. Některé zajímavé a významné výsledky ze studií včelího mozku lze přenést na vyšší živočichy, včetně lidí. Ale na druhou stranu je velmi zajímavé najít u včel nějaké specifikum – něco, co nikdo jiný nemá. Přítomnost specifických vlastností u různých druhů je základem evoluce a života.

Rozhovor s Anfisou Rodionovou