Пчелиная матка — это единственная в семье особь, способная размножаться. Мало того, она обязана все время размножаться, потому что другого способа появления на свет новых членов семьи нет.
Содержание материала
Устройство пчелиной семьи
Общественные насекомые — это одно из самых интересных изобретений эволюции. Человеческое общество построено на реализации индивидуальных особенностей каждого человека по его возможностям и желанию. Общество насекомых — это:
- совокупность особей, происходящих от одного генома;
- совместная деятельность по созданию особой среды и обеспечению пищей всех членов семьи;
- система использования организмов-членов сообщества в качестве инструментов для совместной деятельности.
Самоорганизация семьи у этих насекомых построена по принципу монархии. Королева пчел обладает уникальным свойством, которое дает право на такое положение. Это же право обременено обязанностью постоянно воспроизводить членов семьи с определенными характеристиками.
В зависимости от состояния семьи пчелиная королева может воспроизводить:
- рабочих пчел (неполовозрелые самки);
- самцов;
- других самок.
Из яиц единственной половозрелой самки большую часть ее жизни на свет появляются рабочие пчелы. Это основа всей семьи, гарант ее существования. Однако наступает момент, когда семье (не самке) пора размножаться. Тогда на свет появляются самцы и самки, которые должны образовать новую семью, но уже в другом месте.
Однако этот вопрос решает не королева улья. Просто специальные няньки кормят личинок так, чтобы из них выросли половозрелые особи. Это означает, что монархия в улье — это отнюдь не власть королевы, это функция одной особи.
Биология размножения и развития пчёл (видео)
Отличие пчеломатки от других особей
Как выглядит пчелиная матка:
- Она гораздо больше обычных рабочих пчел.
- Вес матки находится в интервале от 180 до 320 мг, при этом рабочая пчела весит всего лишь от 170 до 220 мг.
- Длина тела колеблется от 20 до 25 мм.
- Брюшко сильно отличается по форме — оно вытянутое и заостренное.
- Контрастность черно-желтых полос несколько смазана, что создает впечатление скорее коричневой, чем полосатой особи.
Отыскать королеву пчел в огромном улье сложно. Плодная самка тяжелая, а потому нерасторопная. Она всегда окружена свитой из рабочих пчел, которые специализируются только на том, чтобы ухаживать за маткой. Как правило, особи из свиты образуют круг, в центре которого и находится матка. Располагаются они головой в центр круга, то есть к объекту своей заботы.
Однако в больших семьях искать матку даже по таким приметам — занятие трудоемкое. По этой причине опытные пчеловоды пользуются системой мечения. Найденная один раз королева улья помечается цветной меткой, которая ставится на верхнюю часть грудки.
Метят не произвольно, а по системе. Точкой отсчета является количество лет, прожитых самкой. Это дает возможность прогнозировать развитие пчелосемьи. Метки по возрасту имеют следующий диапазон цветовой информации: голубой, желтый, красный, зеленый.
Королева улья, помеченная зеленым цветом — это уже стареющая особь, у которой могут начаться проблемы с размножением. Чаще всего такие самки теряют запас сперматозоидов, в результате чего яйца откладываются в не оплодотворенном состоянии. Из таких яиц выходят только трутни, то есть самцы. В их геноме нет инстинктов, направленных на поддержание жизнеспособности улья, что и приводит к гибели всей пчелиной семьи.
Жизненный путь королевы
Матка пчелы все время откладывает яйца, но кто выйдет из этих яиц, решает сама семья. Трудно сказать какие именно сигналы распространяются по пчелиному сообществу, но в определенный момент особи, выкармливающие личинок, начинают строительство ячеек с увеличенным объемом. При внутренней смене матки няньки обычно закладывают две мисочки с пчелиным молочком в средине рамки. Если семье пора роиться, то по краям рамок появляется много таких мисочек.
Пчелиная матка откладывает одно оплодотворенное яйцо в одну из таких мисочек. Через 4 дня из яйца выходит личинка и начинает питаться увеличенной порцией маточного молочка. Этот корм вырабатывается в специальных железах пчел-кормилиц. Ими становятся совсем молодые рабочие пчелы в возрасте от 4 до 13 дней. Будущие рабочие пчелы тоже сначала питаются молочком, но в уменьшенных количествах и только в первые три дня. Потом вместо молочка они получают мед и пергу.
В течение пяти дней няньки усиленно кормят будущую королеву только молочком. За это время мисочка перестраивается в маточник, где через восемь дней и запечатывается личинка. Там она освобождается от кала, после чего начинает прясть вокруг себя кокон для перехода в состояние куколки.
Процесс созревания куколки длится 8 дней, потом из маточника выходит половозрелая самка. Сначала она пребывает в ослабленном состоянии, медленно и вяло передвигаясь по сотам. Потом происходит окончательный метаморфоз — будущая матка меняется в размерах. Однако при этом она становится меньше, тоньше и подвижнее. Этот процесс длится три дня, после чего самка вылетает из улья для совершения ориентировочного полета. До момента встречи с трутнем и спаривания с ним эти самки называются неплодными.
Обычно в поисках трутней самка старается улететь подальше от своего улья. Этот инстинкт помогает избежать такого явления, как инбридинг (близкородственное скрещивание). Обычно спаривание происходит сразу с несколькими трутнями. Это способствует увеличению генетического разнообразия, что снижает вероятность появления гомозиготных признаков, ослабляющих жизнеспособность пчелиной семьи.
Весь запас спермы остается в семяприемнике. Сперма расходуется постепенно на постоянное оплодотворение при кладке яиц. Сразу после спаривания самка становится плодной. Первые свои яйца она может откладывать уже через 2-3 дня.
Таким образом, полный цикл развития матки от попадания яйца в ячейку до выхода из маточника взрослой особи проходит за 16 дней.
Рождение матки, трутня и рабочей пчелы (видео)
Объединяющая функция пчеломатки
Кроме размножения, матка пчелиной семьи выполняет функцию объединения особей в единый коллектив. Она выделяет особое маточное вещество, которое рабочими пчелами разносится по всему улью. В результате все его обитатели приобретают единый запах, который и выполняет функцию идентификации. Пчелы, имеющие один запах, становятся «своими особями», что заставляет их действовать сообща.
Пока матка способна снабжать свой улей запаховыми метками, пчелы считают, что жизнь семьи течет в нужном русле. Если матка теряет такую способность или погибает, то уже через несколько минут пчелы начинают вести себя беспокойно. Если при этом на рамках уже есть маточники, рабочие пчелы постепенно успокаиваются и возвращаются в рабочее состояние. Если маточников нет, то из оплодотворенных яиц начинают срочно выкармливать новую королеву.
Самый печальный прогноз существует для семьи, которая вдруг осталась без матки и оплодотворенных яиц. Через 15-20 дней эта семья погибает.
В ульях существует еще такое явление, как убийство матки самими ее дочками. Это происходит по нескольким причинам:
- Матка стареет, откладывает неоплодотворенные яйца и не поддерживает единство семьи. Если в этот момент появляется ее смена, то пчелы набрасываются на старую матку и «закусывают» до смерти.
- Убить королеву могут в том случае, если в улей залетела молодая посторонняя самка. При этом совершенно необязательно, что совершается убийство именно пришлой самки. Все зависит от состояния семьи.
- При роении самки могут убивать друг друга. Иногда в этом поединке погибают сразу две особи — убийца и жертва. Происходит это «в состоянии аффекта», когда стресс борьбы за свою семью заставляет убивать особей, выглядевших так же, как выглядит и сама самка-убийца.
Устройство шмелиной семьи как объект сравнения
Шмелей тоже относят к общественным насекомым, но их общество устроено несколько иначе.
Каждую весну шмелиная матка начинает все заново. В отличие от пчел, которые размножаются роением и зимуют всей семьей, гнездо шмелей обычно начинает строить одинокая самка.
Стенки гнезда выкладываются из частичек растений, перьев и шерсти. Все это скрепляется смесью нектара с воском и пыльцой. После этого самка делает комок из смеси пыльцы с нектаром. На нем выстраивается восковая выводковая камера, куда и откладываются первые 15 яиц. К этому моменту самка должна создать запас меда в специальном горшочке из воска.
Шмелиная личинка по мере роста линяет 4 раза. Для того чтобы соответствовать меняющимся размерам, стенки выводковой камеры растягиваются.
Через 7-13 дней личинка плетет шелковый кокон и окукливается. Как и у пчел, шмелиная семья состоит из матки и рабочих особей. С первым выводком появляются самые маленькие рабочие особи. Их самка шмеля обычно не в состоянии нормально в одиночку прокормить.
По мере роста численности семьи размеры рабочих шмелей существенно увеличиваются. После нескольких генераций происходит разделение рабочих особей по функциям. Самые маленькие из них остаются в гнезде, выполняя хозяйственные работы. Крупные и сильные особи становятся фуражирами.
Поскольку устройство шмелиной семьи гораздо проще пчелиной, роль самки здесь тоже несколько иная. Ей в большей степени подходит определение царицы, поскольку именно от матки зависит пол и состояние потомства. С помощью феромонов самка может подавлять развитие яичников рабочих особей. Однако с этой своей функцией она не всегда успевает справиться, поэтому часть рабочих шмелей иногда откладывают яйца. Исправляется эта ошибка природы очень просто — такие яйца поедаются как маткой, так и рабочими шмелями.
Гибель матки в шмелиной семье приводит к такому же результату, как и у пчел. Рабочие особи начинают активно откладывать неоплодотворенные яйца, из которых выходит множество самцов.
В нормальных условиях при определенном количестве рабочих особей начинают производиться самцы и самки. Молодые репродуктивные особи не участвуют в процессе поддержания семьи. Они вылетают из гнезда только для того, чтобы спариваться и кормиться.
В результате у самки накапливается большое количество жира, что позволяет оплодотворенной особи хорошо пережить зиму и начать весной строительство нового гнезда.
Таким образом, пчелиная и шмелиная матки имеют свои сходные функции. Отличия состоят в степени самостоятельности самки и сложности организации семьи.