Татьяна Шнуровозова - Пчелы
Полет пчелы требует больших энергетических затрат, поэтому при перелетах пчеле приходится потреблять в 50 раз больше корма, чем в стадии покоя. Поступление корма осуществляется из зобика пчелы, который она всегда наполняет нектаром перед вылетом. Чем дальше путь от улья до сбора меда, тем меньшее количество корма удается донести пчеле до своего гнезда.
Следующий сегмент тела пчелы — грудь. Как и у большинства насекомых, грудь пчелы сформирована четырьмя отдельными сегментами, плотно соединенными между собой.
В нижней части груди у пчелы закреплены три пары ножек, от верхней части отходят два пары крыльев.
Ножки пчелы выполняют сразу несколько функций: при помощи передней пары она очищает свои усики после сбора нектара или пыльцы, а также после кормления, в корзиночках задних ножек пчела транспортирует собранную пыльцу в улей. Средние ножки нужны пчеле для отделения обножки от корзиночки и утрамбовки ее в ячейку сот.
Как и большинство частей тела пчелы, ножки состоят из нескольких члеников: начинаются тазиком и заканчиваются лапкой с двумя коготками, разделенными подушечкой.
Крылья пчелы для преодоления по несколько раз в день значительных расстояний должны отличаться особой прочностью. Крылья перепончатые, они состоят из нескольких крепких жил, между которыми закреплена прочная перепонка. На передней паре крыльев пчелы расположены зацепки, при помощи которых крылья сцепляются с крючками задней пары крыльев. Благодаря этому, при взлете и в фазе полета обе пары крыльев превращаются в единую плоскость и позволяют развивать скорость от 15 км/ч с грузом до 70 км/ч налегке.
Следующий отдел тела пчелы — брюшко, которое у женских особей состоит из шести сочлененных сегментов, а у трутня — из семи. Каждый брюшной сегмент, в свою очередь, представляет собой два соединенных полукольца — стернита и тергита, которые скреплены между собой прочной хитиновой пленкой. Благодаря особому сочленению отдельных сегментов брюшка, оно может при необходимости значительно увеличиваться. На брюшных полукольцах рабочих пчел расположены восковые зеркальца, прикрывающие внутренние восковые железы. Так как матка и трутень в строительстве сот не участвуют, восковые железы и зеркальца у них не развились. Все особи женского пола в семье выполняют при необходимости оборонительную функцию. Главным орудием защиты является пчелиный яд, выделяемый ядовитыми железами, и жало, состоящее из пары стилетов. Каждый стилет в верхней части имеет зазубрины, которые прочно застревают в мягких тканях врага и мешают пчеле вытащить жало обратно. В результате жало отрывается вместе с железами и частью брюшка и пчела через некоторое время погибает. Но если врагом пчелы выступают не теплокровное животное или человек, а насекомые или другие членистоногие с хитиновым покрытием, пчела после нападения вытаскивает жало обратно, и атака на врага не приносит ей гибели.
Внутренние органы
Пчелы, относясь к высшим насекомым, в полной мере обладают высокоразвитыми системами жизнеобеспечения, основными из которых являются система пищеварения, кровоснабжения, дыхания и размножения.
Пищеварительная система пчелы представлена передним отделом, или передней кишкой, кишечником, железами, участвующими в процессе переваривания пищи, и задней кишкой, которая завершается выделительным отверстием.
Процесс поглощения пищи начинается с переднего отдела, который составляют ротовое отверстие, глотка, медовый зобик и сам пищевод. Через ротовую полость пища попадает в короткую глотку, переходящую в пищевод. Если глотка расположена в голове пчелы, то пищевод размещается внутри груди насекомого. В брюшке пчелы пищевод расширяется и образует медовый зобик, который за счет особой конструкции с обилием петель может значительно растягиваться при заборе пчелой нектара. При весе в среднем в 100 мг пчела способна набрать в свой зобик свыше 60 мг нектара, т. е. больше, чем половину своего веса. На заднем конце медового зобика расположен преджелудочек, отделяющий передний отдел от средней кишки и выполняющий при помощи мышц роль промежуточного клапана. При открытии клапана преджелудочка часть пищи поступает в среднюю кишку, при закрытом клапане часть переработанного нектара может отрыгиваться наружу. Средняя кишка пчелы представляет собой самый длинный внутренний орган насекомого и делится на три отдела: передний, средний и задний. Этот орган выполняет функции желудка, именно здесь протекают процессы переваривания пищи и всасывания питательных веществ в кровь, которая затем разносит их по всему организму для снабжения пчелы энергией. Длина средней кишки взрослой рабочей пчелы достигает 1,2 см, а у трутня может достигать почти 2 см. Внутри средней кишки расположено множество складок, что позволяет значительно увеличить площадь данного органа и, как результат, ускорить процесс переваривания пищи. В этом же органе, в глубине складок, расположены железы, выделяющие ферменты, которые активизируют процесс переваривания нектара. Процесс всасывания переваренной пищи протекает в заднем отделе средней кишки, а непереваренные остатки через клапан выводятся в кишечник, состоящий из передней и задней кишки. Задняя, или толстая кишка, заканчивается анальным отверстием, через которое происходит удаление каловых масс из тела насекомого. Задняя кишка пчелы способна к сильному растяжению, так как в период зимовки (а в зимних районах зимовка может продолжаться до 6 месяцев) именно в этом отделе пищеварительного тракта происходит накопление непереваренных остатков пищи; за весь период зимовки в толстой кишке может накапливаться около 40 мг кала, и только во время первого облета пчелы опорожняют свой кишечник. Поэтому первый весенний облет пчел и называется очистительным.
Система кровообращения
Кровеносная система насекомых устроена значительно проще, чем у высших животных, и состоит всего из двух органов: пятикамерного сердца, которое расположено в брюшке пчелы, и единственного сосуда — аорты. Аорта представляет собой полую трубку, один конец которой примыкает к переднему суженному участку сердца, а второй конец заканчивается в голове насекомого. В отличие от высших представителей животного мира, у которых кровь циркулирует по сосудам и имеет замкнутую систему, у насекомых кровеносная система не замкнута. У пчелы кровоснабжение устроено таким образом, что от сердца к голове кровь поступает по аорте, а в обратном направлении циркулирует свободно внутри тела насекомого и по пути омывает внутренние органы пчелы, после чего снова всасывается сердцем. Движение крови по организму пчелы осуществляется как за счет сокращений сердца, так и за счет движения брюшной и спинной диафрагм. Частота сокращений сердца колеблется в зависимости от активности насекомого — от 50 ударов в минуту до 150.
Главная функция крови — перенос питательных веществ из желудочно-кишечного тракта, где они поступают в организм, ко всем остальным органам; при этом кровь выполняет и очистительную функцию, так как служит для выведения части выделяемых клетками веществ из организма. В отличие от крови высших животных, гемолимфа практически не переносит кислород к внутренним органам, но при этом выполняет несколько важных для насекомого дополнительных функций. Прежде всего, она помогает перераспределить тепло в организме, перенося его из места максимального теплообразования (а у пчелы это всегда область груди, где за счет сильного сокращения мускулатуры вырабатывается энергия) в более холодные области. В результате циркуляции гемолимфы внутренняя температура насекомого выравнивается. По своему составу кровь пчелы значительно отличается от крови теплокровных животных: в ней нет красных кровяных телец — эритроцитов, поэтому она чаще бесцветная. Около 75 % гемолимфы составляет вода, в которой растворены белки, жиры, аминокислоты, микроэлементы, сахара. Основной форменный элемент крови насекомого — особые клетки гемоциты, которые предназначены для защиты внутренних органов пчелы от проникающих в организм бактерий, вирусов, продуктов распада, инородных тел. Процентное содержание крови в теле пчелы относительно невелико — около 8 % от общей массы тела, поэтому при вскрытии тела пчелы она практически не вытекает. Еще одна особенность крови насекомого заключается в том, что полная потеря гемолимфы не является для него смертельной. Если у пчелы полностью удалить гемолимфу, то насекомое будет обездвижено, но стоит пчелу напоить водой с растворенной в ней глюкозой, как через некоторое время она оживет.
Дыхательная система
Основная задача дыхательной системы пчелы — обеспечение всех жизненно важных систем кислородом и удаление из организма углекислого газа. Дыхательная система насекомых представляет собой множество трубочек различного диаметра, которые осуществляют доставку кислорода ко всем жизненно важным органам. Помимо полых трубок, в систему дыхания пчелы входят воздушные мешки и несколько пар дыхалец, которые расположены на груди и брюшке. У каждой пчелы есть по три пары грудных дыхалец и как минимум шесть пар брюшных, у трутня количество брюшных дыхалец увеличено на одну пару. Брюшные дыхальца расположены по бокам брюшка насекомого. Дыхальца через трахеи соединены с воздушными мешками, которые расположены тоже в нескольких отделах тела насекомого: в голове, груди и брюшке. Самые крупные воздушные мешки расположены в груди. Как и дыхальца, воздушные мешки представлены парами в левой и правой половинах тела пчелы и соединены между собой крупными трахеями. Из дыхалец воздух попадает в воздушные мешки, откуда по разветвленной системе средних и мелких трахей поступает ко всем внутренним органам и клеткам пчелы. Потребности пчелы в свежем притоке кислорода зависят от температуры окружающего воздуха и активности насекомого: при низкой температуре потребление кислорода уменьшается почти вдвое, а в активной стадии полета пчела потребляет почти в 110 раз больше кислорода, чем в стадии покоя при той же температуре.
