Физиологические особенности пчел, идущих в зиму
Эти различия в выращивании пчелиных птенцов при подготовке к зимовке определяют серьезные физиологические различия в состоянии летних и осенних пчел. Осеннее поколение пчел оказалось более многочисленным. Вес имеет определенное физиологическое значение и зависит от веса яиц, количества личиночного корма и условий выращивания. Молодые пчелы осеннего поколения интенсивно питаются крыльями медоносных пчел и не участвуют в сборе, переработке пищи и воспроизводстве птенцов, что приводит к накоплению резервных питательных веществ в организме.
Количество воды в организме пчелы особенно важно, поскольку оно в значительной степени определяет метаболизм пчелы. Готовясь к зиме, пчелы частично обезвоживают свое тело, чтобы повысить устойчивость к холоду.
Самое низкое содержание воды в организме обнаружено у очень холодостойких пчел центральной России, а самое высокое — у менее холодостойких пчел Кавказской горной серой. Кроме того, и среднерусские медоносные пчелы, и кавказские горные серые пчелы показали большее обезвоживание в колониях, переживших зиму, по сравнению с теми, которые погибли. Было установлено, что медоносные пчелы, размножающиеся осенью в слабых семьях, менее устойчивы к неблагоприятным последствиям зимовки и содержат больше воды в своем теле, чем пчелы из сильных семей. Семьи с высоким содержанием воды в рабочих пчелах хуже всего перезимовывают.
При подготовке к спячке внутренние органы, такие как гипофарингеальные железы, жировые тела и яичники, изменяются, чтобы обеспечить места хранения резервных питательных веществ (жира, гликогена и т.д.) для использования в течение зимы и следующей весны. Так, гипофарингеальные железы и жировые тела пчел осеннего поколения в 2,0-2,5 раза более развиты, чем у пчел летнего поколения.
Степень развития жирового тела и глоточных желез определяет физиологическое состояние осенних пчел. Поэтому существует прямая зависимость между продолжительностью жизни и степенью развития жирового тела. Пчелы, готовящиеся к зимовке, приобретают черты нормальных молодых пчел, характеризующиеся интенсивным развитием глоточных желез и жировых тел. Медоносные пчелы приобретают способность переносить неблагоприятные условия зимы и жить дольше. Нормальные изменения в состоянии внутренних органов и увеличенная продолжительность жизни медоносной пчелы объясняются особыми условиями воспроизводства пчелы, усиленным питанием пыльцой и отсутствием частичной или полной работы в этот период.
Значение жира в обмене веществ огромно. Относительно химически индифферентные жиры могут накапливаться в организме в больших количествах, не вмешиваясь в другие биохимические процессы. Накопление жира следует рассматривать как форму конденсации энергии в периоды активного питания, и он расходуется в состоянии вынужденного покоя. Наибольшее накопление жира происходит в брюшной полости медоносных пчел.
В среднем, холодоустойчивые медоносные пчелы осенью имеют на 27,2% больше жира, чем менее холодоустойчивые пчелы.
Холодоустойчивые пчелы содержат в своем организме в среднем на 18,2% больше белка, чем нехолодоустойчивые пчелы. Существует прямая зависимость между количеством белка, который пчелы накапливают осенью, и их устойчивостью к зимним холодам.
Гликоген является резервуаром углеводов и хранится в основном в жировых клетках организма, а также в грудных мышцах.
В организме холодоустойчивых пчел содержится в среднем на 30% больше гликогена, чем у менее холодоустойчивых.
У зимующих пчел количество редуцирующих веществ увеличивается в 2,5-5,0 раз, повышая устойчивость к гипотермии.
Зима также изменяет способ их дыхания. У летних пчел основной процесс выработки тепла происходит при участии ферментов оксидазы, которые используют кислород из воздуха для расщепления сахаров в клетках тела, в то время как у зимних пчел метаболический процесс активизируется при участии ферментов дегидрогеназы. Кислород используется для связывания с жирами, хранящимися в теле пчелы после падения. Изменение типа дыхания связано со скоплением большого количества пчел в плотных клубах, где свободный доступ кислорода затруднен. Замена аэробного обмена на анаэробный в значительной степени определяет выживание зимующих пчел. Медоносные пчелы осеннего поколения отличаются от пчел летнего поколения активностью некоторых окислительных ферментов. Сумма активности пероксидазы и дегидрогеназы достигает максимального уровня зимой.
Активность фермента каталазы значительно увеличивается в задней кишке медоносных пчел осеннего поколения. Каталаза играет важную роль в окислительных процессах организма и в сохранении накопленных за зиму экскрементов. Активность ферментов во время спячки повышается за счет накопления фекалий в прямой кишке пчелы. У южных холодоустойчивых медоносных пчел защитные механизмы прямой кишки слабее, чем у северных холодоустойчивых медоносных пчел. Активность каталазы ректальных желез у южных медоносных пчел примерно в два раза ниже. В относительно теплых зимних условиях медоносные пчелы не образуют стойких плотных клубов, так как имеют возможность совершать очистительные полеты, чтобы анальное отверстие не было перегружено фекалиями.
Болезни медоносных пчел с носовым плотиком во время зимовки вызывают дегенерацию глоточных желез и жировых тел, что приводит к ранней гибели пчел. Также было установлено, что болезнь носового кровотечения влияет на функцию желез прямой кишки. Это проявляется в быстром снижении активности фермента каталазы у больных пчел. Когда пчелы зимой потребляют павший мед, нарушается функция ректальных желез, активность каталазы быстро падает и возникает диарея.
