Včela medonosná (Apis mellifera)

Včela medonosná Apis mellifera (čeleď Apidae) je považována za nejcennější hmyz na světě. Produkce medu v samotných Spojených státech se odhaduje na přibližně 300 milionů dolarů a opylovací schopnosti hmyzu umožnily vládě ušetřit toto ohromující množství několikrát. Apis mellifera přirozeně se vyskytuje v Evropě, na Středním východě a v Africe. Tento druh je rozdělen do nejméně 20 uznaných poddruhů (nebo ras), z nichž žádný nepochází z Ameriky. Poddruhy této včely se však díky ekonomickým výhodám spojeným s opylováním a produkcí medu rozšířily daleko za hranice svého původního areálu.

Od roku 2006, kdy bylo náhlé vymizení včelích dělnic z kolonie označeno jako syndrom zhroucení včelstev, vzrostl zájem veřejnosti a její zapojení do managementu včely medonosné (včelařství). Od té doby se celosvětové výzkumné úsilí soustředilo na zlepšení zdraví a managementu včelstev a na identifikaci možných příčin kolapsu včelstev.

Šíření

Různé druhy včel Apis mellifera se rozšířily značně mimo svůj přirozený areál. V současnosti jsou naturalizováni na všech kontinentech kromě Antarktidy.

Popis

Jako všichni blanokřídlí mají i včely haplo-diploidní určení pohlaví. Z neoplozených vajíček (bez otcovského genetického příspěvku) se vyvinou trubci (samci) a z oplozených vajíček (mateřský i otcovský genetický příspěvek) se vyvinou samice. Z larev samiček, krmených standardní stravou pylu a nektaru, se stávají dospělé dělnice. Ze samičích larev, krmených bohatou stravou mateří kašičky, pylu a nektaru, se vyvinou královny.

Včely dělnice jsou neproduktivní samice. Jsou nejmenší ze všech tří kast a jejich těla jsou určena ke sběru pylu a nektaru. Na obou zadních nohách včely dělnice je korbicula (pylový koš) speciálně navržená k přenášení velkého množství pylu zpět do včelstva. Dělnice včely zanechávají voskové šupiny na spodní straně břicha. Šupiny se používají k vytvoření voskových plástů v kolonii. Dělnice mají ostnaté žihadlo spolu s jedovým vakem, který roztrhne konec jeho břicha, když namíří žihadlo na svou kořist. To vede ke smrti dělnice.

Včelí královna je za normálních podmínek jedinou reprodukční samicí ve včelstvu (některé dělnice mohou v nepřítomnosti matky snášet se samci neoplodněná vajíčka). Jeho hlava a hrudník jsou podobné velikosti jako pracující jedinci. Královna má však delší a baculatější břicho než dělnice. Královna má také žihadlo, ale jeho ozuby jsou redukované. Proto nezemře, když ji použije.

Trubci jsou mužská kasta včel medonosných. Hlava a hruď trubce jsou větší než u ženských kast a jejich velké oči, dotýkající se vršku hlavy, jsou podobné očím mouchy. Břicho je tlusté s tupým koncem, vypadá jako kulka, na rozdíl od samic se špičatým břichem.

Všechny včely procházejí úplnou metamorfózou. To znamená, že mají různá stádia vývoje (vajíčko, larva, kukla a dospělec). Typická doba vývoje od vajíčka po dospělce se liší podle kasty. Nejdelší vývoj mají trubci (24 dní), dělnice průměrný vývoj (21 dní) a královny nejrychlejší (15-16 dní).

Vejce: Vajíčka včely jsou 1 až 1,5 mm dlouhá a vypadají jako drobná zrnka rýže. Královna klade vajíčka do jednotlivých šestihranných voskových buněk v oblasti plodu plástu. Po 3 dnech se vylíhnou vajíčka a objeví se larvy. Vajíčka včely jsou špatně viditelná, ale jejich přítomnost ukazuje na přítomnost matky ve včelstvu (velmi užitečný nástroj při kontrole obhospodařovaného včelstva).

Larvy: Ve včelstvu se larvám říká „otevřená snůška“, protože plásty nejsou uzavřené. Počet dní, které včela stráví jako larva, závisí na kastě (dělnice: 6 dnů, trubec: 6,5 dne, královna: 5,5 dne). Larvy jsou bílé a leží ve tvaru „C“ na dně voskové buňky. Když jsou zralé larvy připraveny přelít se do kukel, natáhnou svá těla do vzpřímené polohy v plástu a dospělí dělníci pečující o potomstvo pokryjí prepupal larvy voskovým obalem.

panenky: Larvy včely medonosné se pod voskovým povlakem línou do kukly. Kukly zůstávají pod voskovým obalem, dokud se nevyvinou v dospělce a nevyžvýkají si cestu ven z plástve. Kukly se nazývají „uzavřené plodiště“, protože plásty jsou uzavřené. Stejně jako u larválního stadia se doba vývoje kukly liší v závislosti na kastě (dělnice: 12 dní, trubec: 14,5 dne, královna: 8 dní).

Dospělí: Dospělé včely jsou pokryty chlupy a jejich tělo lze rozdělit na tři hlavní části: hlavu, hrudník a břicho. Hlavními znaky hlavy jsou složené oči a tykadla. Dva páry křídel a tři páry nohou, které jsou připojeny k hrudníku. Tenký „pas“ vzniká zúžením druhého segmentu břicha. Nejnápadnějším vnějším znakem břicha je bodnutí. Pouze samice včely medonosné mají žihadlo, protože pochází z upraveného vejcovodu.

Evropské včely medonosné nelze snadno odlišit od africké rasy včel. Evropské včely jsou však o něco větší než africké včely. Zaměstnanci laboratoře používají morfometrickou analýzu vzorů žilnatosti křídel a velikosti různých částí těla k rozlišení evropských včel medonosných od afrických/afrikanizovaných včel. Kromě toho může genetická analýza rozlišit a identifikovat křížení mezi poddruhy.

Biologie

V kolonii včel je práce rozdělena mezi jednotlivce v závislosti na kastě a věku. Jediným účelem dronu je pářit se s panenskou královnou z jiné kolonie. Královna je jediným vejcorodým jedincem v kolonii a je zodpovědná za produkci veškerého potomstva kolonie (až 1500 vajíček denně). Včely dělnice jsou tak pojmenovány, protože plní všechny úkoly údržby včelstva. Každý pracovník bude plnit různé úkoly zcela v předvídatelném pořadí na základě svého věku. Tomu se říká polyteismus související s věkem. Nejmladší dělnice se starají o mláďata (vajíčka, larvy a kukly), zatímco starší dělnice staví voskový plást, spravují zásobování kolonie potravou a hlídají vchod do kolonie. Nejstarší dělníci jsou sběrači; Právě s těmito včelami se lidé setkávají nejčastěji.

Soudržnost včelstev závisí na efektivní komunikaci. Včely komunikují v kolonii především pomocí chemických signálů zvaných feromony. Dělnice, trubci a královny mají různé žlázy, které produkují feromony. Mezi tyto feromony patří feromon královny, který umožňuje včelstvu detekovat přítomnost své královny, feromon potomstva, který udává typ péče, kterou vyžadují nezralé včely ve včelstvu, a feromon Nasanoff, který je zodpovědný za regulaci interakce. dělnického hnutí.

Jedním z nejzajímavějších feromonových chování včel je bodnutí. Vypouštění žihadla je obranné chování, které včely používají k ochraně včelstva. Když je detekován průnik do včelstva, hlídací včely vypustí poplašný feromon, který spustí obrannou reakci ve včelstvu. Navíc, když včela bodne, vypustí také poplašný feromon, aby přilákal další včely, které se zaměří na stejnou oblast, která již byla bodnuta. Všechny včely dělnice po bodnutí umírají a včely bodají pouze v případě, že jsou vyprovokovány.

Životní cyklus

Vzhledem k jejich vysoce sociální historii života mohou být včelstva považována za superorganismy. To znamená, že za biologickou jednotku je považováno celé kolonie, nikoli jednotlivé včely. S ohledem na to se včely nereprodukují produkcí více jednotlivých včel, ale spíše produkcí více kolonií. Reprodukční proces vytváření nové kolonie se nazývá rojení.

Včely se obvykle rojí na jaře a začátkem léta, kdy je hojný pyl a nektar. Pro zahájení procesu rojení produkuje včelstvo 10 až 20 dceřiných matek. Když jsou dceřiné královny v pozdním stádiu kukly, královna matka a asi 2/3 dospělých dělnic opustí kolonii a odcestují na místo, kde se sjednotí.Ve stejné době se skupina skautských dělnic vydává hledat místo pro založení nové kolonie (obvykle v uzavřené dutině, například dutý strom).

Evropské včely jsou adaptovány na mírné podnebí, kde je pouze krátká sezóna s dostupností bohatého pylu a nektaru. Z tohoto důvodu se rojí většinou jen jednou ročně. Zbytek jara/léta je věnován sběru a skladování dostatečného množství nektaru a pylu k vybudování zásob potravy potřebné k přežití podzimu a zimy.

Díky tomuto chování při hromadění zdrojů jsou evropské včely vynikajícími producenty medu. Nektar se sbírá z květů a pomocí enzymatických procesů a dehydratace se přeměňuje na med. V této době je med potažen voskovým hřebenem, kde může zůstat čerstvý téměř neomezeně dlouho, v závislosti na původním zdroji nektaru. Včelaři a medomoši mohou tyto plásty sbírat ke konzumaci.

Ekonomický význam

Včely jsou nedílnou součástí zemědělského systému. Ve skutečnosti opylování včelami významně přispívá ke globální produkci potravin. Včely opylují více než 30 % potravy, kterou jíme, a ve Spojených státech se odhaduje, že včely opylují úrodu v hodnotě až 15 miliard dolarů ročně. Kromě poskytování opylovacích služeb včely také produkují další produkty, které lidé používají, včetně medu, pylu, vosku, mateří kašičky a propolisu.

Řízení

Včelařství je populární po celém světě a velmi se liší stylem a rozsahem. Komerční včelaři mohou mít 2000 nebo více včelstev, zatímco hobby včelař může mít jen jedno. Pestré je i vybavení pro chov včelstev. Některé z více populárních stylů vybavení zahrnují skipy, horní lištu, žvýkačku a Langstrothovy úly, přičemž Langstrothův úl je nejrozšířenější v mnoha zemích. Langstrothův úl má vyměnitelné boxy (super) s odnímatelnými rámy (plásty), které umožňují kontrolu včelstva, léčbu škůdců/nemocí a sběr medu bez zničení včelstva.

Patogeny a škůdci včel se svou migrací rozšířili do celého světa. Včely jsou náchylné k širokému spektru virových, plísňových a bakteriálních infekcí, včetně, ale bez omezení, viru deformovaných křídel, Nosema, evropského moru plodu a amerického moru plodu. Včely jsou také hostiteli škůdců, jako jsou tracheální roztoči a zavíječi, a zavlečení, jako je malý úlový brouk a roztoči Varroa.

Včelaři používají integrované strategie ochrany před škůdci, aby udrželi expozici mnoha problémům se škůdci a patogeny pod přijatelnou prahovou hodnotou. Některé z těchto metod kontroly zahrnují výběr vhodného místa ve včelíně, přikrmování, odchyt škůdců ve včelstvech, výměnu matek, preventivní ošetření a chemickou kontrolu.

Za škůdce lze považovat i samotná včelstva, když roj divokých včel založí nové včelstvo na nežádoucím místě, jako je strana domu, poštovní schránka nebo jiné místo, kde budou mít častý kontakt s lidmi. V takovém případě byste měli kontaktovat kvalifikovaného odborníka nebo včelaře, aby škodlivé včelstvo odstranil.

V důsledku morfologické a funkční diferenciace jednotlivá včelstva ztratila schopnost samostatné existence. Včely medonosné žijí ve velkých rodinách a komunitách. Rodiny včel se vyvíjely v různých klimatických podmínkách a geografických pásmech, což vedlo ke vzniku mnoha forem, které se od sebe výrazně liší. Byly vylepšeny vlivem přirozeného výběru. Konečně byly vytvořeny a založeny moderní odrůdy včel obývajících naši Zemi.

Včely dělnice – pracují jako včely

Naprostou většinu jedinců ve včelstvu tvoří samice. Během evoluce ztratili schopnost pářit se se samci, a tedy pokračovat v rase. Jejich tělesná velikost ani těžce zdegenerované genitálie to neumožňují. Včely si však zachovaly mateřský pud, vyjádřený v péči o potomstvo. Společně s ním získali a silně rozvinuli biologické vlastnosti, které byly pro život rodiny nesmírně důležité: společně si začali stavět hnízda, připravovat potravu pro budoucí použití, krmit velké množství mláďat (larvy), vytvářet teplo a udržovat to na úrovni, kterou potřebují, a chránit hnízdo před nepřáteli a škůdci, tedy vykonávat doslova veškerou práci související s životem a činností komunity.

Královna je srdcem včelstva

Královna je neustále v hnízdě. Do volné přírody vylétá v době svého panenství a sexuální touhy. Poprvé obvykle vzlétne, aby identifikoval svůj domov a navigoval v oblasti. Tento seznamovací, průzkumný let se odehrává v teplých, tichých ranních hodinách na vrcholu intenzivního léta včel, zatímco trubci jsou stále v hnízdech. Podruhé a někdy i potřetí a počtvrté vyjde královna uprostřed dne ke hře na páření. V tuto dobu většinou poletují a seznamují se s okolím mladé včely a spolu s nimi se k azurové obloze řítí trubci. Královna, aniž by se zastavila nad včelínem, okamžitě letí dál, 3-4 kilometry a někdy 6-7. Tam je přirozeně velká pravděpodobnost setkání s trubci z jiných rodin, čímž se snižuje možnost příbuzného páření. Čerstvě narozené děloha ještě není matkou rodiny. Je neplodná. Schopnost klást vajíčka získá až o několik dní později, když dosáhne pohlavní dospělosti a páří se s trubci.

Neplodná královna je mrštná, nečekaně se objevuje na nejrůznějších místech hnízda. Po páření začnou v jejích genitáliích dozrávat vajíčka, její břicho se mnohem zvětší a ona ztěžkne. Pohyby plodové dělohy jsou pomalé a majestátní. Vždy se nachází na plástech bez potravy, do kterých může klást vajíčka. Existují dva typy. Z některých, oplozených, se vyvinou samičí jedinci (dělnice a královny), z jiných neoplozených samčí (trubci). Královna je nejdůležitější jedinec včelí rodiny, její srdce. Závisí na tom nejen populace úlu, jeho počty a síla, ale také rytmus práce a energie života. Ona tak trochu vládne celé komunitě.

Životní činnost královny však z velké části určují včely. Královna nebude schopna snést jediné vajíčko, pokud na to včely buňky nepřipraví. Regulují kladení vajec snížením nebo zvýšením krmné dávky. Vrozený antagonismus vůči jiným matkám jí neumožňuje klást vajíčka do misek – základ buněk rojových matek, ale včely ji k tomu mohou donutit; Při rojení matka opouští úl pouze z donucení, pod tlakem rojových včel. Včely bez lítosti vymění vadnou královnu, která je nemocná nebo má sníženou produkci vajíček, za jinou. Když je děloha zdravá, rodina vzkvétá. Jakmile ale onemocní, včely se zmocní úzkost o svou existenci, vrhnou se do chovu nové, mladé královny. Smrt dělohy je pro rodinu katastrofou. Dochází k úplnému zhroucení její funkční aktivity. Pokud jsou okolnosti takové, že včely nemohou vychovat novou královnu, je včelstvo odsouzeno k smrti. Královna je obklopena zvláštní péčí včel. Někteří jí připravují plástve – čistí a leští buňky, do kterých bude klást vajíčka; ostatní jsou vždy nablízku, krmí ji mlékem a starají se o ni. Tohle je družina. Není trvalá a vzniká vždy na těch plástech, kam chodí královna klást vajíčka. Žlázy děložního těla vylučují zvláštní tajemství – děložní látku, která spojuje členy rodiny. Pokud je včelstvo na pokraji vyhladovění, jako první umírají dělnice. Jejich hromadná smrt nezačíná, když je jídlo úplně spotřebováno, ale o něco dříve. Zemřou a zanechají poslední kapky jídla pro královnu.

Pro drony je každý den neděle

Včely se líhnou trubci koncem jara, kdy jsou včelstva dostatečně silná a začínají se připravovat na rojení. Trubci jsou samci, bez nich je reprodukce nemožná. Včely se snaží chovat co nejvíce trubců. Tím příroda zaručuje spolehlivost páření královen. Včely pro ně nešetří potravou a za každou z nich utratí tolik, že to jde na chov pěti nebo šesti včel dělnic. Dospělí trubci jedí ještě více medu a včelího chleba. A včely jim to neodpírají. K páření matek a trubců dochází ve vzduchu ve výšce do 30 metrů a zpravidla v poměrně značné vzdálenosti od včelína. Drony mohou létat na místa páření ve vzdálenosti 7 kilometrů. Proto potřebují bystrý čich, aby mohli zaútočit na stopu královny, bystré oči, silná křídla a velkou fyzickou sílu, aby ji viděli a předběhli. Příroda je obdařila takovými vlastnostmi. Pokud se složené oči včely skládají ze 4-5 tisíc fazet (malých očí), pak jich má dron 8 tisíc. To mu umožňuje pokrýt obrovské zorné pole a velmi rychle se pohybovat ve vesmíru. Dron má delší tykadla, což jsou nejdůležitější orgány čichu. Pokud má včela a královna 11 segmentů každé antény, pak má dron 12. Má také mnohem citlivější čichové jamky — lokátory. Díky tomu cítí dělohu téměř na 50 metrů. Drony v rodině nevykonávají žádnou práci a nejsou na ni uzpůsobeny. Nemají žádné pracovní části. Dokonce i proboscis je zkrácený. Pokud najednou v hnízdě není žádný med a květiny kolem nich hojně vylučují nektar, zemřou hlady – nebudou moci získat nektar, nebudou moci sbírat pyl. Jedí potravu připravenou včelami. Drony se na ochraně hnízda nepodílejí. Jsou bez žihadla. Nedokážou se ani sami za sebe postavit. Jejich funkce je jediná – inseminovat mladé královny. U trubců je, jak říkají včelaři, každý den neděle. Příroda je ve jménu prodloužení rodiny osvobodila doslova od všech starostí rodiny. Ale tato štědrost je stojí velmi draho. Po spáření s královnou okamžitě umírají. Trubci zůstávají s rodinou až do konce období rozmnožování (rojení). To se často shoduje se zastavením hlavního toku medu, kdy příroda přestane včelám zásobovat potravou v hojnosti. Poté je včely vypudí. Životnost dronů je tak časově omezena a není dána jejich fyzickým opotřebením, ale fyziologickou potřebou rodiny po nich. Jejich život neukončuje přirozeně nastávající smrt, jako je tomu u samic, ale hlad (včely je odhánějí z plástů) a zima (včely vytahují z úlu oslabené trubce). Včely těch rodin, jejichž matky se včas nepářily, se k trubcům chovají odlišně. Drony v nich zůstávají celou zimu a jaro. Včely jsou schopny určit nejen méněcennost královny, ale také potřebu trubců potřebných k oplodnění této královny. Existence různých jedinců v rodině a jejich početní poměr jsou biologicky opodstatněné. Obrovská masa včel, hlavní populace úlu, umožňuje rodině v létě nasbírat velké množství potravy v krátkém období, v zimě odolávat nízkým teplotám a bránit se při napadení nepřáteli. Rozmnožování potomků zvládá samotná královna docela dobře. Velké množství dronů zaručuje spolehlivost páření. Biologové si všimli, že drony nejsou rovnoměrně rozptýleny ve vzduchu, ale jsou soustředěny na určitých místech, což je zjevně nejpříznivější pro setkání s královnami. Hromadění trubců zřejmě také přispívá k jejich rychlejšímu odhalení královnami, které k nim mimochodem inklinují. Mimo rodinu je život kteréhokoli z jejích jedinců nemyslitelný.