Медоносная пчела похожа на биологическую машину: каждая часть тела насекомого сконструирована и настроена самой природой для выполнения конкретных задач. Ротовой аппарат пчелы – не исключение.
В передней нижней части головы перепончатокрылого – целое предприятие, где есть самый настоящий «станок» для измельчения, труба для всасывания, устройство для слизывания, а также небольшая «химлаборатория», где нектар проходит предварительную ферментную обработку. Взглянем на это чудо-сооружение поближе.
Ротовой аппарат пчелы
Это аппарат лижуще-грызущего типа, что означает, что её рот одновременно грызет твердую еду (используя для этого верхние челюсти), а также засасывает жидкую пищу (нижняя челюсть при этом срастается с нижней губой, вместе они образуют хоботок, который засасывает жидкость).
Ротовой аппарат пчелы находится внизу и содержит верхнюю и нижнюю губу, и пять мягких мышц, которые сокращаются и тем самым расширяют расширенную ротовую полость.
Прикрытый верхней губой мягкий выступ находится ниже, к нему также подходят мускулы. Под ротовым отверстием находится предротовая полость.Важная часть ротового аппарата пчелы также — мандибулы (верхние челюсти) — плотные хитиновые органы, которыми пчела грызет твердую пищу.
Иногда случается так, что при работе с пчелами одна из них садиться на руку пчеловода. Она не жалит, но чувствуется легкая боль.Это происходит потому, что она дергает растущий из кожи волосок своими верхними (передними) челюстями, называемыми еще мандибулами.
Принцип действия РА у пчелы
Ротовые органы пчелы расположены в нижней части головы. Насекомое пользуется аппаратом в разных ситуациях: сложная конструкция нужна для добычи и обработки корма, проведения строительных работ с воском и деревом, уборки улья, а также оценки вкуса нектара и других веществ.
Механическая обработка
Верхняя челюсть РА, которую также называют мандибулой, – парный орган, который используется в качестве режущего и защитного инструмента.
С помощью мандибул насекомые разгрызают кусочки воска, измельчают дерево (в ходе формирования летка), захватывают и выносят из улья мусор и посторонних насекомых.
Высасывание
Форма мандибул у особей пчелиной семьи различная. У рабочей пчелы они наиболее сильно и хорошо развиты. Жевательные края их закруглены, на верхней стороне есть расширение и углубление в виде ложки. Здесь же располагаются небольшие гребневидные валики.
С помощью сосущей части конструкции пчелы управляются с жидкой пищей: достают нектар из цветов, а также едят мед из сот.
Слизывание
Используя плоский придаток, расположенный на конце хоботка, пчела может слизывать питательную субстанцию с плоской поверхности. Такая конструктивная особенность помогает насекомому собирать пищу не только высасыванием – если глубина недостаточна, в ход идет лижущее устройство.
Оценка вкуса
С помощью вкусовых рецепторов, размещенных на ротовых придатках, пчела оценивает химический состав и вкус вещества.
Химическая обработка
Верхними челюстями рабочие пчелы выполняют разнообразные действия: разгрызают пыльники на тычинках цветов при сборе пыльцы, откусывают кусочки перги в ячейках, разминают воск при строительстве сотов, собирают прополис, удаляют крышечки с ячеек с запечатанным медом и пр.
С помощью особых ферментов, которые выделяются железами внутренней секреции, пчела предварительно обрабатывает нектар. Добытый цветочный сок пережевывается и расщепляется, изменяя исходный состав. Подготовленную субстанцию уже в улье принимают насекомые-приемщики, высасывая добычу из ротовой полости сборщицы.
Механизм работы
Мандибулы и верхняя губа и используются для захватывания добычи, скатывания кусочков воска или других материалов при постройке гнезда. Язычок служит для проникновения в нектарники цветков. Остальные створки максилл и нижней губы прилегают к глоссам и образуют ряд каналов, по которым вниз поступает слюна, а вверх – пища. По поводу деталей работы механизма, обеспечивающего продвижение жидкостей, в мнениях исследователей существуют разногласия.
Трутень тоже самостоятельно прогрызет крышечку ячейки, из которой он вылупляется, потому что у него тоже есть (пусть совсем маленький) верхнечелюстной зуб.
Насекомому приходится выполнять очень разные действия. Грызть дерево, расширяя леток, пережевывать воск, готовя кашицу при строительстве, а также всасывать нектар, дотягиваясь до него.
Голова имеет плотный покров, но еще, дополнительно, хитин пронизывает её внутри, образуя особую структуру – тенториум.
Потому и части рта имеют надёжную опору, и сама голова очень крепкая. Ею пчёлы трамбуют пыльцу в ячейках.
Общие характеристики пчелы
Всего существует порядка 21 тысячи видов и 520 родов пчёл. Они встречаются на 6 континентах. Природа создала их так, что они способны питаться нектаром и пыльцой, делая их главными опылителями цветочных растений. Пчёлы втягивают нектар, являющийся источником энергии, с помощью длинного хоботка, а находят его и пыльцу благодаря усикам. Это их главный орган обоняния. У всех особей пчелиного семейства одна пара усиков. Состоят они из сегментов, число которых зависит от пола особи.
У пчёл обязательно имеется две пары крыльев, одна пара из которых (передняя) больше второй (задней). Всем хорошо известно, какого цвета пчела: чёрная с жёлтыми поперечными полосами, а вот длина тела варьируется, в зависимости от вида, в пределах 2,1–39 мм. Наименьший размер имеют карликовые пчёлы, наибольший — представители вида Megachile pluto, живущего в Индонезии. В цикле пчелиного развития выделяются следующие этапы: яйцо, личинка, куколка, взрослая особь. Яйцо откладывается в ячейку.
От того, в какую часть маточника будет помещено яйцо, зависит вид новорождённой особи (матка, трутень, рабочая). Яйцо, снесённое маткой, располагается в ячейке вертикально. Когда произойдёт оплодотворение, начнёт развиваться зародыш, положение яйца в ячейке будет изменяться (постепенно будет наклоняться вбок). Спустя 68–76 часов, необходимых на развитие всех органов зародыша, яйцо будет лежать на дне ячейки горизонтально.
К этому моменту пчёлы помещают рядом с яйцом корм, который поспособствует разрушению оболочки яйца и появлению из него крохотного червячка-личинки. Пчёлы постоянно добавляют корм, поэтому личинка оказывается окружённой пищей, которая постоянно перемешивается из-за движений червячка. Появившаяся на свет личинка длиной всего 1,6 мм и прозрачная. К концу первого дня своей жизни она уже достигает 2,6 мм и её тельце становится менее прозрачным.
Важно! После запечатывания личинка будущей рабочей пчелы теряет в весе, в то время как будущая матка, наоборот, набирает. Из-за этого пчёлы-кормилицы заранее сгрызают крышечку и надгрызают кокон матки, чтобы легче было покинуть его.
На третий день жизни личинка будет заполнять всё дно ячейки и иметь матовый окрас. С этого момента разных личинок начинают кормить по-разному. Так, рацион рабочих пчёл с первого дня жизни состоит из молока, затем его заменяют мёдом и пергой. Будущих маток кормят исключительно одним молоком. Трутней также кормят молочком, но ещё более сытно. На протяжении 5 (матка), 6 (рабочая особь) и 7 (трутень) дней личинка линяет 4 раза. В конце последнего дня пчёлы-кормилицы запечатывают ячейки с личинками.
Начинается процесс окукливания. Сколько дней на это уйдёт, также зависит от вида личинки. Пока куколка не превратилась во взрослое насекомое, ещё пару раз происходит процесс линьки и после последнего сбрасывания старой оболочки молодое насекомое прогрызает крышечку и вылезает наружу. В общей сложности, на развитие рабочей пчелы нужно 20 дней, матки — 16, трутня — 24.
Нижняя челюсть (максилла)
Это парная и состоит из основного членика (кардо), или подвеска, стволика (стипеса) и наружной саблевидной лопасти, или галеа. Подвесок подвижно соединен посредством мыщелка со впадиной на краю головной капсулы.
К стволику прикреплены три грудные мышцы (при сокращении которых хоботок выдвигается вперед в рабочее положение во время всасывания пищи) и внутренняя жевательная лопасть (которая служит для регулирования функционирования пищевого и секреторного каналов) .
Стволик причленен к переднему концу подвеска. На конце стволика снаружи находится рудиментарный максиллярный щупик.
Исходной (первичной) формой у насекомых является грызущий тип ротового аппарата, а от него произошли все другие типы, или модификации. Ротовой аппарат пчелы относится к грызуще-сосуще-лижушему типу. В состав ротового аппарата входят верхняя и нижняя губа, парные верхние и нижние челюсти.
Передние части плотно накладываются одна на другую, образуя переднюю и боковые стороны канала хоботка.
Во время кормления молодых личинок рабочих пчел или матки жевательные лопасти оттягиваются, открывая тем самым предротовую полость, и обеспечивают выход секрета глоточных желез наружу.
В вытянутом положении галеа правой и левой нижних челюстей складываются вместе, соединяясь вдоль ребра.
За счет перемещения жевательных лопастей образуется прямой канал во время засасывания нектара хоботком.
Ротовые органы у медоносной пчелы. Хоботок у пчёл.
Ротовые органы у медоносной пчелы. Хоботок у пчёл.
Исходной (первичной) формой у насекомых является грызущий тип ротового аппарата (ортоптероидный). От него произошли все другие типы — лижущие, колющие, грызущие, сосущие и др. Ротовые органы пчел относятся к лижуще-грызущему типу. Пчела грызет верхними челюстями, а нижние челюсти совместно с нижней губой образовали вытянутый хоботок, которым пчела сосет (засасывает) жидкую пищу.
Ротовой аппарат пчелы детально изучен Снодграссом (1942). Описание и терминология этих органов приведены по данным его работы.
Глотка и пищевод пчелы: А — продольный разрез головы; Б — подглоточная пластинка; В — поперечный разрез начала глотки (вверху) и середины глотки (внизу)-, — цибариум; к — клипеус; вг — верхняя губа; эф — эпифаринкс; р — рот; л — лопасть гипо-фарингиальной пластинки; я — язычок; с — са-ливариум; во — выводное отверстие нишнегубной железы; пм — предротовой мешок; гфп — гипо-фарингиальная пластинка; ск — слюнной канал; г — глотка; тм — тенториальный затылочный мост; п — пищевод; м — мозг; чк — чувствительные клетки; о — отверстие выводного канала глоточной железы; мв — мускул-выпрямитель; меж — мускул-сжиматель; мр — мускулы-расширители; гс — гипофарингиальный суспензорий; в — выступ суспензория; мг — мускулы глотки; гф — гипофаринкс.
В нижней передней части головы находится верхняя губа (рис. А,вг), или лабрум, — плоская, сильно склеротизированная пластинка, свободно свисающая под клипеусом. Внутренняя стенка, общая для клипеуса и верхней губы (эпифарингиальная поверхность), гибкая и эластичная; она образует переднюю стенку расширенной полости — цибариума (ц). Эта полость расположена у пчелы сразу же за ротовым отверстием (р).
Между клипеусом и передней стенкой цибариума натянуты пять коротких мускулов, сокращение которых расширяет полость цибариума (мускулы-расширители — мр).
Между нижней губой и ротовым отверстием имеется мягкий выступ — э пи фа ринке (эф), который частично прикрывается верхней губой. К эпифаринксу подходят мускулы от клипеуса; они играют определенную роль в процессе заглатывания пищи.
Гипофаринкс. Ниже ротового отверстия находится предротовая (преоральная) полость. В нее свисает выпуклый языкообразный придаток — гипофаринкс (гф). В передней части от него находится ротовое отверстие, в задней — открывается выводное отверстие (во) нижнегубной железы. Гипофаринкс возник из стернитов головных сегментов.
Переднюю стенку гипофаринкса образует подглоточная, или гипофарингиальная, пластинка (рис. А, Б, гфп). На переднем конце этой пластинки находится маленькая плоская треугольная г и п о ф а -рингиальная лопасть (л), которая свободно свисает в предротовую полость. По бокам подглоточной нластинки расположены отверстия (рис. Б, о) выводных каналов глоточных желез. Далее назад от пластинки отходит перегородка, отделяющая переднюю часть глотки— цибариум (ц) от собственно глотки (г). По краям подглоточной пластинки находятся маленькие утолщения (склериты), от которых отходят вверх два длинных узких склеротизированных стержня — гипофарингиальные суспензории (гс). В том месте, где они подходят к верхней стенке глотки, суспензории образуют выступы (в), к которым прикреплены две пары мускулов: вытягивающие (мв), или протракторы, и втягивающие (меж), или ретракторы. При сокращении первых мускулов просвет между полостью цибариума и глоткой открывается; при сокращении вторых мускулов просвет закрывается.
У заднего конца гипофарингиальной пластинки находятся два скопления чувствительных, или сенсорных, клеток (чк).
Процесс всасывания жидкой пищи осуществляется расширением и сжатием глоточного насоса. Этот насос состоит из двух полостей: передней — цибариума (ц) к расширенной части глотки (г). При расширении цибариума под воздействием мускулов (мр), жидкость всасывается из предротовой полости через открытый рот. Затем рот закрывается и сжимаются многочисленные мускулы (В,мг), находящиеся в стенке глотки. Под влиянием сжатия жидкость продвигается из полости цибариума в широкую и затем узкую часть глотки. При последующем расширении цибариума мускулы (Б, мсж) закрывают выход в глотку и жидкость вновь всасывается через открытый рот.
За гипофарингиальной лопастью расположен открытый снаружи предротовой мешок (А, пм). В самой задней части гипофаринкса находится вытянутая полость саливариума (с), в конце которой имеется выводное отверстие (во) нижнегубной железы. Мускулы, прикрепленные к стенкам саливариума, могут открывать и закрывать выход для секрета этой железы (слюнной насос).
Верхние челюсти (мандибулы) укороченные прочные хитиновые образования, суженные в середине, вогнутые к внутренней стороне (рис.).
Верхние челюсти пчёл: А — вид сбоку Б — общий вид; В — мускулы верхних челюстей, Г — верхние челюсти рабочей пчелы; Д- верхние челюсти матки; В — верхние челюсти трутня; вч -верхняя челюсть; вг — верхняя губа; к — клипеус, с — переднее и заднее сочленения мандибулы; т — место причленения мандибулы; ж — желобок; б — бороздка; во — выводаое отведшие железы; мж — мандибулярная железа; кр — коренная часть; рк — резцовый край; р — Рот; м1 — отводящая мышца, м2 — приводящая мышца.
Каждая из верхних челюстей (А, вч) причленена к головной капсуле в двух далеко отставленных одна от другой точках. Заднее сочленение (А, с) имеет вид бугорка, а переднее (с) — впадины. Между ними находится место опоры мандибулы (г). Образуется ось с точкой приложения в т вокруг которой мандибула может передвигаться так, что конец ее отходит в сторону и приводится обратно.
Недалеко от заднего сочленения к наружной стороне мандибулы прикреплена мышца (В, м1), сокращение которой отводит ее в сторону. Вторая, более сильная приводящая мышца (м2) прикреплена к внутренней стороне мандибулы. Попеременное сокращение этих мышц приводит мандибулу к качательным движениям.
Соприкасающиеся края мандибул имеют широкие выступы и зубцы (рис. Г). Внутренняя часть мандибулы образует коренную (кр), или молярную, часть; наружная часть, снабженная длинным и острым зубцом, образует резцовый край (рк).
По внутренней стороне нижнего края мандибулы, от ее вершины, идет окаймленный волосками желобок (Б, ж). В средней части мандибулы этот желобок переходит в узкую бороздку (б), которая направлена к выводному отверстию (во) верхнечелюстной (мандибулярной) железы (мж). По этой бороздке и желобку выводится наружу секрет железы.
Мандибулами пчела выполняет несколько действий: разрывает пыльники на цветках при сборе пыльцы, разминает воск при отстройке сотов, разгрызает дерево при расширении очень узкого летка, схватывает соринки и выносит их из улья, хватает других пчел, врагов и вредителей. Мандибулы плотно охватывают и поддерживают части хоботка в свернутом состоянии и поддерживают развернутый хоботок.
У пчелиной матки мандибулы (Д) более широки и на конце имеют острый зубец (рк), которым она разгрызает крышечку перед выходом из маточника. Мандибулы трутня (Е) недоразвиты и покрыты длинными волосками.
Хоботок пчелы образуется двумя удлиненными нижними челюстями (рис. Б, нч) и еще более удлиненной нижней губой (нг).
Хоботок у пчёл: А — строение нижней губы насекомых (исходный тип); В — хоботок рабочей пчелы; нч — нижняя челюсть; ка — кардо; cт — стипес; ло — лорум; пм — постментум; ме — ментум; прм — прементум; пг — параглоссы; щ — щупики; гл — глоссы; я — язычок; л — ложечка; нг — нижняя губа.
Нижняя челюсть (максилла) пчелы (рисунки выше и ниже) состоит из двух основных члеников — кардо (ка) и стипеса (ст). Кардо у пчелы представляет собой небольшую тонкую палочку, соединенную посредством мыщелка (А, а) со впадиной на краю головной капсулы. Продолжаясь далее от этого сочленения, кардо образует отросток (о), к которому прикреплена мышца (м4), начинающаяся от стенки головной капсулы. Под действием мышцы (м4) кардо, имея точку опоры в мыщелке (а), движет короткое плечо рычага назад и вниз, вследствие чего длинное плечо выпрямляется вперед и вверх, выдвигая всю нижнюю челюсть в рабочее положение.
Стипес (ст) причленен к переднему концу кардо. Он представляет собой длинную и широкую пластинку. В исходном виде у насекомых стипес несет две максиллярные лопастинки и щупик. Большая наружная ло-пастинка (галеа) имеет притуплённый конец, внутренняя (лациния) заострена. Щупик (щ) обычно состоит из нескольких члеников. Такой же план строения нижней челюсти имеется и у пчелы, но отдельные части этого органа сильно видоизменились.
У пчелы от стипеса (ст) отходят длинная саблевидная галеа (рис. ниже, А, г), заостренная на конце, и рудиментарный щупик (рщ), состоящий из двух члеников. В галеа различают две части: короткую основную — субгалеа (В, сг) и длинную — концевую галеа (гк). Субгалеа присоединена широкой плоскостью к стипесу, на конце сужается, загибается и переходит в концевую галеа. Вдоль концевой части проходит ясно выраженное ребро (рг). В вытянутом положении галеа правой и левой нижних челюстей складываются вместе, соединяясь вдоль ребра. Передние части галеа плотно накладываются одна на другую, образуя переднюю и боковые стороны канала хоботка.
Строение нижней челюсти рабочей пчелы (по Снодграссу): А — общий вид нижней челюсти; Б—Е — детали строения нижней челюсти; Г — положение хоботка в свернутом (нерабочем) состоянии; к — клипеус; ка — кардо; cm — стипес; г — галеа; л — лациния; м1—м4 — мускулы, выпрямляющие хоботок; рщ — рудиментарный щупик; лс — лациниальный стержень; сг — субгалеа; рг — ребро галеа; т — тенториум; гк — концевая галеа; я — язычок; щ — щупики; р — рычаг; а — мыщелок кардо; о — отросток кардо; лп — подушковидная лопасть лацинии; б — сочленение лациниального стержня с палочковидным утолщением; у — утолщение стенки галеа; м5 — мышца, натягивающая лациниальную подушку; мб, м7 — мышцы, сгибающие максиллы.
К стипесу прикреплены три большие мышцы (рис. А), Одна из них (м1) отходит от клипеуса (к) и прикреплена вблизи сочленения стипеса с кардо; другая (м2) отходит тоже от клипеуса, но прикреплена примерно к середине стипеса; третья мышца (мЗ) отходит от тенториума (т) и прикреплена к середине стипеса. При сокращении всех этих мышц выпрямляется угол, образуемый кардо и стипесом, в результате чего эта часть хоботка — выдвигается вперед в рабочее положение.
К стипесу, кроме галеа, прикреплено еще образование, которое Снодграсс принимает за гомолог лацинии (л). Оно состоит из следующих частей: собственно лацинии (Д, л) с волосками на конце, рычага (р), мягкой подушковидной лопасти (лациниальная подушка — лп) и стержня (лс), идущего по направлению к галеа по середине подушки. К рычагу прикреплена мышца (Е, м5), которая идет к заднему концу стипеса; при сокращений этой мышцы приподнимается и натягивается подушковидная лопасть.
Пчела выпрямляет хоботок только во время всасывания пищи. Все остальнбе время хоботок находится в сложенном состоянии. Сгибаются максиллы под воздействием двух мышц (Е, м6, м7), которые прикреплены к небольшому утолщению стенки галеа (Е, у). Конец этого утолщения соединен с лациниальным стержнем (Д, Е, лс). Мышца тянет утолщение назад, в результате чего это утолщение перемещается вокруг своего сочленения (б) с лациниальным стержнем. При этом вся галеа сгибается в месте своего сужения, поворачиваясь концом вниз и назад (Г).
При расслабленной мышце м5 (рис. выше, Е) лациниальные подушки (рис. ниже, А, лп) опускаются книзу и далеко отодвигаются от верхней губы и гипофаринкса. Пищевой канал (пк), образующийся в хоботке, оказывается широко открытым в его верхней части вбдизи рта. При таком положении ротовых органов пища не может всасываться хоботком. Но секрет глоточных желез, поступая через выводные протоки в гипофарингиальной пластинке, оказывается открытым. Такое положение ротовых органов пчела принимает при кормлении матки и трутней.
При сокращении мышцы м5 (рис. выше, Е) лациниальные подушки вместе с галеа (г) поднимаются вверх и плотно прижимаются к эпифаринксу (рис. ниже, Б, э) и друг к другу, закрывая пищевой канал. В таком положении пищевой канал хоботка превращается в замкнутую трубку, и пчела может через него всасывать жидкую пищу.
Следовательно, лацинии у пчелы служат для регулирования пищевого и секреторного каналов. Они обеспечивают создание прямого канала на время работы глоточного насоса при засасывании жидкости хоботком; если же пчела кормит матку, трутня или расплод, то лацинии оттягиваются, открывают предротовую полость, обеспечивая возможность выхода секрета наружу.
Нижняя губа (лабиум) устроена наиболее сложно. Исходный тип строения ее у насекомых показан на рисунке выше, А. В нижней губе различают постментум (пм) — основной отдел, которым губа причленяется к голове. Постментум, в свою очередь, разделяется на две части: субментум и ментум.
От постментума отходит концевой отдел прементум (прм), несущий на себе два щупика (щ) и четыре лопастинки: две внутренние — глоссы (ел) и две наружные — параглоссы (пг).
У пчелы в нижней губе сохраняются все типичные для насекомых части, но они сильно видоизменились.
Нижняя губа пчелы (рис. выше, Б) причленяется к голове посредством субментума, который у пчелы получил название лорума (ло). Лорум представляет собой две небольшие тонкие палочки, расположенные наклонно одна по отношению к другой и соединенные у вершины. Концы лорума соединены с концами кардо (ка) нижних челюстей. К вершине лорума прикреплен небольшой треугольный членик ментум (ме). За ним следует широкий и длинный членик прементум. К концу прементума прикреплены длинные тонкие щупики (щ).
Основание хоботка рабочей пчелы (по Снодграссу): А — основание хоботка при открытом пищевом канале (вид спереди); Б — основание хоботка при закрытом пищевом канале; В — поперечный разрез хоботка; cm — стипес; я — язычок; щ — щупики нижней челюсти; г — галеа; рщ — рудиментарные щупики; э — эпифаринкс; лп — лациниальная подушка; гпф — гипо-фаринкс; р — рот; пк — пищевой канал.
Щупики состоят из четырех члеников. К щупику прикреплены два небольших мускула (сгибатель и разгибатель), начинающиеся в прементуме. Далее идут вытянутые наружные лопастинки (параглоссы) и внутренние (глоссы), слившиеся в один орган — язычок (я).
Как уже указывалось, лорум плотно охватывает с боков ментум, а концы его присоединены к кардо. Такая тесная связь этих частей обеспечивает совместное их движение: если перемещается кардо, то это же движение передается через лорум и нижней губе. При выдвижении максилл, под влиянием тех же мускулов, одновременно выдвигается вперед и нижняя губа.
Нижняя губа имеет мускулы, приводящие ее в движение независимо от максилл. От задней стенки головной капсулы отходят к язычку две длинные и сильные мышцы (рис. ниже, Д, м1, м2) —лабиальные ретракторы. Они прикреплены к передней части прементума и при сокращении оттягивают назад прементум и всю нижнюю губу. Наличие прементума, соединенного с нижними челюстями, вызывает одновременно оттягивание назад и максилл. Следовательно, лабиальные ретракторы служат для втягивания всего хоботка. Дополнительно к заднему концу прементума идут еще две мышцы от тенториума. Они выполняют ту же роль, но независимо от максилл.
Щупик (А, щ) прикреплен к прементуму посредством небольшого пальпигера (па). Первый членик щупика сильно удлинен, второй — короче, а два последние — совсем небольшие (рис. выше, Б, щ). Удлинение всего щупика связано с тем, что изменилась его функция и он превратился из органа чувств в составную часть хоботка — органа приема пищи. Щупики имеют плоскую форму и довольно широки; заканчиваются они на одном уровне с галеа максилл. Когда пчела принимает пищу, то щупики образуют заднюю и частично боковые стенки большой трубки хоботка (передняя и частично боковые стенки образуют галеа нижних челюстей, рис. выше, В).
Щупик может сгибаться под воздействием мышцы, находящейся в прементуме и прикрепленной с помощью длинного тяжа к гибкому стержню в нижней перепончатой стенке пальпигера.
Параглоссы (рис. ниже, А—В, пг) в виде коротких полукруглых пластинок охватывают основание язычка с правой и левой стороны. Но параглоссы могут и отгибаться от язычка. В прижатом положении (А) они обеспечивают проход слюны в канал язычка; в раздвинутом же состоянии (Б) они открывают прямой проход пищи через большую трубку в рот.
Строение нижней губы медоносной пчелы (по Снодграссу): А — основание хоботка, параглоссы сдвинуты; Б — основание хоботка, пара-глоссы раздвинуты; В — основание хоботка с задней стороны; Г — конец язычка; Д — мускулы язычка; Е — поперечный разрез хоботка; я — язычок; кя1, кя2 — каналы язычка; пг — параглоссы; щ — щупики; пж — протоки желез; прм — прементум; л — ложечка; м1, м2 — мускулы, сгибающие язычок; па — пальпцгер; гпф — гипофарингиальная пластинка; oп — основная пластинка; ос—осевой стержень язычка; ов — основная ветвь стержня; гс — гибкий стержень пальпигера; нс — наружная стенка; пя — полость язычка; пп — пластинка прементума; к — карманы язычка.
Канал язычка (В, кя) находится с задней стороны, а проток нижнегубной железы (Б,пж) открывается за гипофаринксом (гпф) с передней стороны канала язычка. При сжатом положении параглосс вытекающий секрет встречает на пути выпуклую основную пластинку (on) язычка и обтекает ее по бокам, попадая в две узкие щели между язычком и параглос-сами. Таким путем прижатые параглоссы обеспечивают переход секрета нижнегубных желез с передней стороны язычка на заднюю, где жидкость входит в его канал.
Язычок пчелы (А — В, я) длинный, тонкий, почти круглый, лишь слегка сплюснутый в передне-заднем направлении. Вдоль передней стенки язычка проходит осевой стержень (Е, ос) — плотное эластичное кутикулярное утолщение. Он образует вдоль язычка с задней стороны маленький желобок (кя1), края которого настолько густо усажены волосками, что желобок по существу превращается в маленький канал. Внешняя стенка язычка состоит из чередующихся колец мягкой эластичной и плотной кутикулы. Кольца плотной кутикулы усажены волосками, обращенными вперед, к концу язычка.
Кольчатое строение обеспечивает большую подвижность и гибкость язычка: он может изменять свою длину и изгибаться в стороны.
На задней стороне язычка кутикула образует еще одно впячивание, также имеющее вид желобка (Е, кя2). Впячивание дает правый и левый карманы (к), за счет которых просвет канала может увеличиваться. Края желобка усажены густыми волосками, так что образуется второй канал язычка, большего диаметра, чем первый. На конце язычка канал заканчивается, а его стенки расходятся, образуя треугольную ложечку (Г, л). Она по краю усажена двумя поясами прочных прямых волосков.
У основания язычок делится на две короткие ветви — правую и левую. К каждой ветви посредине прикреплены мускулы м1 и м2, берущие свое начало в задней части прементума. При сокращении только одного, например, правого мускула (Д,м1) он тянет назад правую ветвь, но так как ветвь эта эластична, то она только сгибается и тянет правую сторону стержня, вызывая укорочение его, а это влечет за собой поворот вправо всего язычка. Поворот влево осуществляет такой же мускул (м2), прикрепленный к левой ветви язычка. Возвращается язычок в прямое положение при расслаблении обеих мышц в силу эластичности своих стенок.
Следовательно, хоботок пчелы образует три канала разного диаметра. Самый маленький (капиллярный) канал находится внутри осевого стержня язычка. Канал среднего диаметра образуется внешней кутикулой язычка. И, наконец, канал наибольшего диаметра образуется при сложении вместе галеа максилл и щупиков нижней губы (рис. выше, В). По первому каналу продвигается к концу хоботка секрет слюнных желез (слюнной канал язычка). По второму каналу проходит .жидкая пища в тех случаях, когда пчела слизывает капельки жидкости ложечкой. И, наконец, наибольший диаметр канала хоботка служит для всасывания жидкости на близком расстоянии, когда ее много. При этом пчела погружает хоботок в жидкость на половину его длины. Язычок внутри трубки во время всасывания быстро движется взад и вперед, способствуя ускорению тока жидкости.
Слюна проходит в язычок при помощи слюнного насоса. Это узкая полость, расположенная в задней стороне гипофаринкс а. Попавший туда секрет из нижнегубной железы нагнетается сжатием стенок полости, вызываемым расположенными здесь мускулами.
Особенности пищеварительной системы
Зобик – специфический пчелиный орган для переноски и переработки нектара в мёд. Он может растягиваться и вмещать до 90 мл содержимого, это при общем весе пчелы 110 мг! Правда, обычно наполняется не больше чем наполовину.
Расположен зобик между ртом и желудком, от последнего его отделяет специальный односторонний клапан – провентрикулюс. При сдавливании скорее лопнет желудок, чем хотя бы малость его содержимого попадет в зобик.
Ещё одна специфическая особенность анатомии пчелы – наличие особых ректальных желез, размещенных у основания прямой кишки. Дело в том, что пчела всю зиму только ест, не выделяя экскременты.
Ферменты глоточной, гипофарингитальной железы, развитой только у рабочих особей, инвертируют сложные сахара в простые. Нектар постепенно перерабатывается в мёд.
Они накапливаются в прямой кишке, причём вес их может достигать половины общего веса особи. Чтобы уберечь содержимое от нежелательных процессов, ректальные железы выделяют антисептический фермент.
Внутреннее строение
Анатомия внутренних органов пчелы приспособлена под главную их задачу — производство мёда. Внутренние системы пчелы (вид сбоку в разрезе) представлены на рисунке ниже:
Система кровообращения
Кровеносная система у пчелы незамкнутая, но кровь циркулирует всегда в определённом направлении. Это достигается благодаря слаженной работе сердца, аорты, брюшной и спинной диафрагмы. Сердце похоже на длинную трубку и расположено вдоль спины. В груди находится аорта, доставляющая кровь к голове. Вся трубка разделена на 5 камер, соединённых через перегородки-клапаны, пропускающие кровь в определённом направлении (от брюшка к голове).
За минуту в покое сердце пульсирует 60–70 раз. Полёт увеличивает частоту пульсаций до 150. Спинная и брюшная диафрагмы также являются частью кровеносной системы. Они контролируют поток крови в тело. К конечностям, усикам и крыльям кровь движется благодаря пузырькам, находящимся у основания этих частей тела.
Знаете ли вы? Когда пчела жалит, то она выпускает 0,3
–
0,8 мг яда. Его количество будет зависеть от сезона и возраста насекомого. Доза в 0,2 г смертельна для человека. Такое количество яда можно получить от 500
–
1000 уколов жалом.
Нервная система
Она разделена на три отдела: центральный, периферический и симпатический. К центральному относятся головной мозг и брюшная цепочка нервов, заменяющая спинной мозг. Лобный узел — начало симпатического отдела, отвечающего за функционирование пищеварительной, кровеносной и дыхательных систем. Головной мозг, как главный узел нервной системы, содержит основную часть нейронов.
Наибольшее их количество — в зрительной доле и грибовидном теле. Как было упомянуто ранее, размер мозга зависит от функций пчелы. У трутней он самый большой, но при этом больше всего развитых отделов имеет рабочая особь.
Нервная клетка (нейрон) — главная структурная единица нервной системы. Она имеет один длинный отросток (без ответвлений), передающий нервные импульсы, и разветвлённый отросток, способный получать сигналы от неразветвлённого отростка и других нейронов и передавать его путём электрического сигнала своему нейрону. Получается, что первый отросток играет роль выходного канала передачи информации, а второй — входного.
Дыхательная система
Особенности строения дыхательной системы насекомого таковы, что воздух в организм попадает через дыхальца, представляющие собой отверстия в кутикуле. Три пары дыхалец находятся на грудном отделе, 6 пар — на брюшке. Проходя через дыхальца, воздух очищается от пыли и собирается в мешках. Обратно выйти этот воздух не может из-за того, что дыхальца имеют клапаны.
Из мешков воздух по трахеям через крошечные кольцевые ответвления разносится ко всем системам организма. Покидает воздух организм только через брюшные дыхальца. Крупные первые дыхальца надёжно защищены густым волосяным покровом, но в них всё же могут попадать клещи и вызывать развитие болезни под названием акарапидоз.
Важно! Обычно старая матка покидает семью с роем, а молодая остаётся в улье.
Половая система
У пчёл существует два вида самок: матка и рабочая особь, но производить качественное потомство способен лишь первый вид. Обычно на всю пчелиную семью только одна матка. У рабочих особей половые органы очень репродуцированы. Яичники и яйцеводы не имеют развитых трубочек. Они начинают развиваться в определённых условиях (матка погибла и рабочие пчёлы изменили свой рацион).
Это позволит самкам продуцировать яйца, но поскольку у них отсутствует семяприёмник, яйца будут неоплодотворённые и из них могут появиться лишь самцы. У матки же яичник имеет примерно 150 трубок, в которых находится по одной зрелой яйцеклетке. Яичники и влагалище соединены парным яйцеводом.
С узкой частью влагалища через канал связан семяприёмник. Канал выполняет роль своеобразного дозатора, который в нужный момент пропускает несколько сперматозоидов. Если оплодотворение произойдёт, то из яйца появится рабочая особь, если нет — трутень.
В разрезе половая система матки выглядит так (1 — яичник, 2 — парный яйцевод, 3 — семяприёмник, 4 — придаточная железа семяприёмника, 5 —влагалище, 6 — резервуар большой ядовитой железы, 7 — малая ядовитая железа, 8 — жало):
Строение и функции жала
Жало — средство защиты, обороны пчелы, а также помощь при откладывании яиц. Его имеют только самки. Выглядя как игла, жало представляет собой видоизменённый яйцеклад. Расположено оно на конце брюшка и прикрыто крайними его члениками. К нему подходят три системы желёз: смазочная, малая и большая ядовитые. Поверхность самого жала похожа на пилу, что позволяет ему застревать в тканях противника.
Но, к сожалению, из-за этого пчела его теряет и гибнет. Чем дольше жало находится в «жертве», тем больше яда из резервуара попадёт в организм и тем больше нанесёт вреда ему. Яд — бесцветная жидкость с особым ароматом и горьким вкусом. На воздухе он быстро кристаллизуется.
Важно! Продуктивность матки наивысшая в первый год жизни и чуть меньше в начале второго. Она способна откладывать за сезон порядка 1500
–
2000 яиц в день.
Строение жала представлено на рисунке ниже, где 1 — салазки, 2 — отростки салазок, 3 — продолговатая пластинка, 4 — щупик, 5 — треугольная пластинка, 6 — стилетики, 7 — квадратная пластинка, М1–М4 — мускулы жала, Б. Ж.— большая ядовитая железа, Яр — резервуар ядовитой железы, М. Ж.— малая ядовитая железа:
Щупики пчелы
Щупики утратили функцию органов чувств и входят в составную часть хоботка — органа приема пищи. Во время приема пищи пчелой щупики образуют заднюю и частично боковые стенки большой трубки хоботка.
Параглоссы охватывают основание язычка с обеих сторон в виде коротких полукруглых пластинок, способных отгибаться и плотно прижимать язычок.
В прижатом положении они обеспечивают проход секрета слюнных желез в канал язычка, а в раздвинутом — открывают прямой проход пищи через большую трубку в рот.
Строение
Этот тип формировался под действием эволюционных взаимоотношений насекомых с опыляемыми растениями. В грызуще-лижущем ротовом аппарате сохранились все основные структуры исходного прототипа, однако эти структуры несколько видоизменились.
Наименьшие изменения претерпели верхняя губа и мандибулы. Максиллы и лабиум превратились в совокупность уплощенных и вытянутых элементов, а слившиеся глоссы (обычно называемые язычком) сформировались в выдвигающийся желобообразный орган.
Язычок пчелы состоит из чередующихся колец мягкой эластичной и плотной кутикулы.
Кольца плотной кутикулы несут на себе волоски, обращенные к концу язычка. Такое строение придает язычку гибкость, прочность и эластичность. Кольца, образующие язычок, в одном месте не смыкаются, за счет чего по всей длине язычка образуется тонкий капиллярный канал.
Строение и функции жала
Жало имеется только у женских особей, у трутней его нет. Развилось оно как защитное приспособление семьи в процессе эволюции из яйцеклада и 11–12 сегмента брюшка.
В состав жала входит резервуар с ядом – густая жидкость остро-горького вкуса, сложной структуры желтоватого цвета и со специфическим запахом. Трубочка для впрыскивания состоит из двух подвижных салазок, имеющих зазубрины с наклоном.
Зазубрины не позволяют выдернуть жало из эластичной кожи человека, весь аппарат при укусе обрывается вместе с кончиком брюшка. Как следствие, пчела гибнет, а салазки стараются внедриться в тело, двигаясь попеременно, то есть жало функционирует само по себе, набирая глубину и вводя яд.
Поэтому, первая помощь ужаленному – аккуратно убрать оторванную от пчелы часть до того, как весь яд вспрыснется.
Это достаточно деликатная работа, так как нажатие на емкость введет яд под кожу, как из шприца-тюбика.
Итак, строение ротового аппарата медоносной пчелы малоотличается от ротовых аппаратов других насекомых. Ротовой аппарат пчелысодержит все органы, которые имеют другие насекомые, частично они видоизмененыи выполняют другие функции.
Органы чувств
К органам чувств стоит присмотреться особенно внимательно. Интересно понять, как видит пчела и как устроено ее зрение.
Вкус
К вкусовым органам относится хоботок. Также вкусовые рецепторы располагаются в глотке, на кончиках лапок и усиках.
Слух
Звуки слышат всем телом и ножками. По всей внешней поверхности расположены специальные органы, позволяющие слышать звуки.
Зрение
Зрение представлено простыми глазами, располагающиеся в верхней части головы посередине. Но давай ответ на вопрос, сколько глаз имеет, необходимо учитывать, что помимо простых существуют еще и пара сложных глаз у пчел. Каждый из них воспринимает свое пространство. Это обусловлено тем, что они расположены по бокам. Затем картинка складывается (это так называемое мозаичное зрение) и формируется единая картинка.
Говоря о том, какие цвета различают они, стоит отметить, что они, в первую очередь, воспринимают поляризованный свет. Именно это позволяет им видеть достаточно хорошо даже при достаточно высокой плотности облаков. Во всем остальном пчелы видят такие же цвета, какие видят и люди.
Запахи
Улавливает запахи усиками. А вот чувствует поверхности она при помощи волосков, располагающихся на тельце. Именно эти органы позволяют ориентироваться в темноте. Интересен тот факт, что у трутней в 7 раз больше обонятельных рецепторов, в отличие от рабочих.
Еще интересно знать, рассматривая пчел, почему они жужжат. Стоит отметить, что это достаточно шумные насекомые, обладающие большой массой тела (в мире насекомых). Взмахи крыльев у меня достаточно редкие, поэтому они приводят воздух в движение, что и вызывает гул.
Интересно то, что они могут взмахивать крыльями даже не летая. Вот такие интересные факты о строении этого насекомого открываются для непосвященных.
