Пищеварение и обмен веществ у пчел

Органы пищеварения пчелы, как и всякого животного, служат для приёма, переработки и усваивания пищи. Питательные вещества, входящие в состав мёда и пыльцы, расщепляются до растворимого состояния, когда они легко могут проникнуть через стенки желудка в кровь и быть усвоенными организмом пчелы. Пищеварительный канал пчелы разделяется на три отдела: а) передняя кишка, которая служит для принятия и временного хранения пищи; б) средняя кишка, где корм переваривается и усваивается; в) задняя кишка, в которой скопляются непереваримые части пищи (кал).

Передняя кишка начинается у пчелы в голове глоткой, имеющей вид короткой трубки. К стенкам глотки прикреплены мускулы, которые, сокращаясь, всасывают, подобно насосу, и проталкивают жидкую пищу дальше, в пищевод. Пищевод проходит через всю грудь, входит в переднюю часть брюшка и здесь расширяется, образуя медовый зобик. Медовый зобик служит резервуаром для нектара при его сборе и переносе. Медовый зобик имеет объём в среднем 14-18 куб. мм, но при наполнении нектаром или мёдом стенки его сильно растягиваются, и объём зобика может увеличиться до 55 куб. мм.

Медовый зобик соединяется со средней кишкой особым клапаном, который препятствует обратному поступлению пищи из средней кишки в медовый зобик. Средняя кишка является самым длинным отделом кишечника. Внутренняя стенка её имеет большое число складок, которые увеличивают пищеварительную поверхность кишки.

Последовательные сокращения мускулов в стенке кишки способствуют постепенному продвижению пищи. Клетки стенок средней кишки выделяют пищеварительные соки, под действием которых происходит переваривание пищи. Средняя кишка переходит в заднюю, состоящую из двух отделов - тонкой и толстой (прямой) кишок.

Не переваренные в средней кишке части пищи и потому не усвоенные (оболочки пыльцевых зёрен, падевые вещества и т. п.), пройдя тонкую кишку, попадают в большую толстую кишку, которая при наполнении калом расширяется настолько, что вес кала может доходить до половины веса пчелы. Такая большая вместительность толстой кишки имеет большое значение для зимовки пчёл: весь кал, образующийся за зиму, скапливается в ней и только весной извергается пчёлами наружу.

Лишь при ненормальной зимовке (плохой корм, беспокойство пчёл, низкая температура и т. п.) задняя кишка чрезмерно переполняется калом, и у пчёл появляется понос. В том месте, где средняя кишка переходит в тонкую, впадают так называемые мальпигиевы сосуды - длинные тонкие трубочки, клетки которых выбирают из крови вредные для организма вещества, подлежащие удалению из тела. У пчёл имеются три пары "слюнных" желез. Одна из них (верхнечелюстная) вырабатывает вещества, входящие в состав "молочка", которым пчёлы кормят личинок.

Другая железа (глоточная) вырабатывает вещества, необходимые для переработки нектара в мёд. Третья железа (нижнегубная) вырабатывает вещества для смазывания хоботка в даёт слюну, необходимую для самого пищеварения.

Кровообращение

Полость тела пчелы заполнена бесцветной жидкостью - кровью, в которой содержатся бесцветные кровяные тельца. Все внутренние органы пчелы, находящиеся в этой полости, как бы омываются кровью.

Из крови они получают необходимые питательные вещества, в неё же они отдают вещества, ненужные организму и подлежащие удалению из тела. Кровь в теле пчелы, передвигаясь, часть своего пути (из брюшка в голову) проходит по единственному в теле пчелы кровеносному сосуду; весь же остальной путь (из головы в брюшко) она течёт не в сосудах, а непосредственно в полости тела. Кровеносный сосуд (сердце) лежит в полости брюшка, ближе к спинной поверхности, и имеет вид трубки, состоящей из пяти камер.

Каждая камера отделена от соседних особыми клапанами, открывающимися только в одном направлении, вследствие чего кровь может двигаться внутри сердечной трубки тоже только в одном направлении. От сердца отходит длинная трубка - аорта; она проходит из брюшка в грудку, затем в голову и заканчивается открытым концом в голове пчелы. Когда сердце расширяется, кровь из полости тела через щелевидные клапаны поступает в сердце.

При сжатии стенок сердца кровь, пройдя все камеры, попадает в аорту. По аорте она проходит к голове, где и изливается обратно в полость. Из полости головы она уже свободно движется в обратном направлении по всей полости тела, а дойдя до сердца, вливается в него и совершает ранее описанный путь.

Несмотря на отсутствие сосудов, кровь движется в полости тела всегда по строго определённому пути. Такое направление току крови в полости брюшка придают две продольные перегородки (диафрагмы). Одна из них расположена между сердцем и кишечным каналом, другая - между кишечным каналом и брюшной стенкой тела.

Дыхание

По всему телу пчелы проходит сложная сеть трубок - трахей разной величины. Вдоль тела расположены попарно большие воздушные мешки, которые служат запасными резервуарами для воздуха. Соединяются они между собой поперечными стволами, разветвляющимися на боковые ветви. Последние, в свою очередь, ветвятся по нескольку раз и, в конце концов, доходят до трубочек микроскопических размеров. Трахеи проникают внутрь тканей тела пчелы, в промежутки между клетками, а иногда и в самые клетки. Эта сложная система воздухоносных мешков и трубок сообщается с наружным воздухом при помощи канальцев, которые заканчиваются на поверхности тела отверстиями - дыхальцами.

У пчелы девять пар дыхалец: три пары в груди и шесть пар в брюшке. Предполагают, что через брюшные дыхальца воздух входит в тело пчелы, а через грудные выходит обратно. Стенки дыхалец усеяны волосками для защиты от пыли. Дыхальца также имеют приспособления, наглухо закрывающие просвет трахеи. Воздух продвигается по воздушным мешкам и крупным трахеям в результате так называемых дыхательных движений брюшка, при которых оно то сокращается, то расширяется. Когда брюшко расширено, воздух через дыхальца входит в большие трахеи и воздушные мешки; когда же брюшко сокращается, воздух выходит из воздушных мешков наружу. Затем воздух поступает из воздушных мешков в трахеи и разносится по всему телу пчелы. Клетки тела поглощают из него кислород и отдают углекислый газ, который также по трахеям выходит наружу. Вместе с углекислым газом из тела пчелы удаляются и водяные пары.

Нервная система

Мозг пчелы состоит из большого узла (надглоточного) я малого узла (подглоточного), соединённых между собой двумя перемычками. От мозга отходит брюшная нервная цепочка, состоящая из ряда соединённых между собой нервных узлов - двух в груди и пяти в брюшке. Мозг пчелы по своему назначению лишь в отдалённой степени соответствует мозгу позвоночных животных. Брюшная нервная цепочка пчелы выполняет роль спинного мозга высших животных. От нервных узлов отходят нервные тяжи к органам чувств (глазам, органам обоняния, осязания и др.), к крыльям, ножкам и т. д. Это так называемые чувствительные нервы, по которым раздражения от органов чувств передаются к нервным узлам.

На поверхности тела пчелы находятся особые чувствительные органы (осязательные волоски), которые воспринимают разнообразные раздражения и через посредство чувствительных нервов передают раздражения в нервные узлы. От нервных узлов в обратном направлении идут другие нервные нити - двигательные нервы, по которым передаются соответствующие раздражения мускулам. Органы, связанные с этими мускулами, производят то или иное ответное действие на раздражение. Приведём примеры таких раздражений и ответов на них. Вы притронулись к пчеле, т. е. произвели раздражение её чувствующих осязательных волосков. Это раздражение передаётся по чувствительному нерву в нервный узел. Здесь раздражение перерабатывается и по двигательному нерву передаётся к мускулам жала, которые приходят в движение. Таким образом, в результате полученного пчелой раздражения жало пчелы вонзается в ваше тело. Вы раздавили пчелу. Запах яда подействовал возбуждающе на обоняние другой пчелы. Возбуждение по чувствительному нерву дошло до нервного узла. Там оно переработалось, и, в ответ на произведённое раздражение обонятельных органов, пчела бросается на вас и жалит. Такие ответные действия организма на полученное раздражение называются рефлексами. Рефлекс - это простейший вид нервной деятельности животного, один какой-либо акт: одёргивание лапки, жаление, наполнение зобика мёдом при пуске струи дыма и т. п. Мы знаем, что пчёлы производят и более сложные действия, например, постройку сотов, выкармливание личинок, роение и т. п. Но это уже не простые рефлексы, а инстинкты. Каждый инстинкт вырабатывался у пчёл тысячелетиями и сложился из группы отдельных рефлексов.

Зрение

У пчелы на голове имеется пять глаз - три простых, расположенных на темени, и два сложных, расположенных по краям головы в виде двух больших овалов. Простые глаза пчелы по строению напоминают фотографический аппарат. Как и на пластинке фотокамеры, в простых глазах пчелы воспроизводятся предметы, которые воздействуют на разветвлённые здесь нервные окончания. При этом все три отдельных изображения трёх глаз пчелы сливаются в один образ. Совсем по-иному устроены сложные глаза пчелы. При рассматривании сложного глаза через сильное увеличительное стекло (лупу) мы заметим, что вся поверхность его - сетчатая и состоит из нескольких тысяч отдельных мелких площадок шестиугольной формы (фасеток), напоминающих строение пчелиных ячеек. От каждой площадки поверхности глаза идёт вглубь постепенно суживающаяся трубочка, стенки которой выстланы чёрной, не проницаемой для света оболочкой. Каждая трубочка заканчивается внизу нервными разветвлениями. Таким образом, сложный глаз пчелы состоит из большого количества сросшихся между собой простых глазков, или фасеток. У трутня их насчитывают до 6-8 тыс., у матки - до 5 тыс., у рабочей пчелы - до 4-5 тыс. Каждая из фасеток даёт изображение не всего предмета в целом, а лишь отдельной его части. Таких изображений отдельных частей предмета в глазе пчелы получаются тысячи, а в мозгу пчелы они сливаются в изображение предмета в целом. Представим себе, что мы рассматриваем мозаичную картину, сделанную из тысяч отдельных хорошо подобранных цветных камешков или кусочков стекла. Хотя наш глаз и улавливает отдельные детали картины, каждый камешек или стёклышко, но в нашем сознании запечатлевается целый образ, а не отдельные его части. Зрение насекомых, имеющих сложные глаза, поэтому я называется мозаичным. Большинство исследователей считает, что простыми глазами пчёлы рассматривают предметы вблизи; но во время полётов они ориентируются при помощи сложных глаз. При удалении или заклейке сложных глаз насекомые производят впечатление совершенно слепых. Поэтому считают, что у пчелы оба рода глаз дополняют друг друга. Сложными глазами, размещёнными на выпуклой поверхности головы, пчела может обозревать большие пространства. Не случайно поэтому они значительно больше у трутней: большое поле зрения позволяет им лучше ориентироваться в пространстве и находить маток во время их вылета для спаривания. Опыты, проведённые К. Фришем, показали, что пчёлы хорошо различают некоторые цвета, например, синий, жёлтый, другие же цвета они путают. Так, например, пчёлы, приученные летать на красный цвет, летят не только на красный, но и на чёрный и тёмно-серый. Пчёлы, приученные к жёлтому цвету, летят не только на все оттенки жёлтого, но также и на оранжево-красный и жёлто-зелёный. Пчёлы различают лишь те формы предметов, с которыми они постоянно сталкиваются в природе, т. е. формы разнообразных цветов, которые они посещают. Отличительными признаками цветов для пчёл служат их окраска и форма.

Обоняние

По всему телу пчелы проходит сложная сеть трубок - трахей разной величины. Вдоль тела расположены попарно большие воздушные мешки, которые служат запасными резервуарами для воздуха. Соединяются они между собой поперечными стволами, разветвляющимися на боковые ветви. Последние, в свою очередь, ветвятся по нескольку раз и, в конце концов, доходят до трубочек микроскопических размеров. Трахеи проникают внутрь тканей тела пчелы, в промежутки между клетками, а иногда и в самые клетки. У пчёл очень хорошо развито обоняние. Органы обоняния находятся у них на усиках. Это свидетельствует К. Фриш, который провёл два интересных опыта, доказывающих наличие органов обоняния на усиках пчелы. Фриш в своём первом опыте дал пчеле сахарный сироп в чашке, которую поставил на сером листе бумаги, смоченном мятными каплями. Рядом с этим листом он положил ещё три таких же серых листа бумаги, но смоченных тимьяном, а на них поставил пустые чашечки. Когда пчела достаточно освоилась и несколько раз посетила чашечку с кормом, Фриш удалил корм и на столе оставил четыре листа серой бумаги, с пустыми чашечками. Три листа по-прежнему были смочены тимьяном, один - мятными каплями. Пчела упорно продолжала садиться только на лист с запахом мяты, хотя этот лист каждый раз перемещался на столе. При повторении этого же опыта Фриш предварительно отрезал у пчелы оба усика. Привычный запах мяты на пчелу в этом случае уже не действовал, и в поисках корма она несколько раз перелетала с одного листа бумаги на другой, садясь куда попало. Во втором опыте, не на запах, а на цвет, Фриш приучал пчелу брать корм с чашечки, поставленной на синем листе бумаги. Рядом он клал жёлтые листы бумаги с пустыми чашечками.

Когда пчела стала безошибочно находить корм на синем ласте бумаги, Фриш удалил корм, и, хотя на синей бумаге стояла пустая чашечка, пчела продолжала садиться на синюю бумагу. Отрезав пчеле усики и повторив опыт, Фриш заметил, что пчела продолжала садиться только на синюю бумагу. Оказалось, что пчела без усиков вполне может ориентироваться по цвету, но теряет способность ориентироваться по запаху. Следовательно, усики являются единственным органом обоняния пчёл. Поверхность усиков усеяна большим количеством (до 500 000) отверстий - обонятельных пор, похожих на светлые точки. В каждой обонятельной поре проходят разветвления нервов, а сверху они затянуты очень тонкими плёнками, пропускающими пахучие вещества вглубь поры. В промежутках Между обонятельными порами расположены осязательные волоски. Таким образом, усики одновременно служат и органами осязания.