Построение моделей особей медоносных пчёл
и их информационных связей жизнедеятельности © Ю.Н.Третьяков

1.1.3. Модули нижнего (третьего) отдела пчёл

К третьему отделу тела пчёл относится брюшко, в котором расположены (кроме внутренних систем, таких как: пищеварительная, кровеносная, нервная, выделительная, дыхательная, а у женских особей в брюшке имеются органы защиты) органы размножения. Пчелиная матка, как женская особь, а трутень – мужская особь. Они являются основными участниками полового акта. Молодая матка осуществляет половые акты с несколькими трутнями один раз в жизни, а трутень за свою сезонную (летом) жизнь, может спариться, только, с одной маткой. В воспроизведении многочисленного числа рабочих особей в пчелиной семье главная роль отводится половым органам матки, которые, после завершения половых актов спаривания, становятся способными к откладке яиц для воспроизводства особей состава семьи.

Модуль половой информации матки

В половых органах матки зарождаются яйцеклетки, которые расходуются в течение нескольких лет её жизни. Состоят половые органы из двух яичников, двух яйцеводов (парного и непарного), семяприемника и влагалища (рис. 10). Два яичника снабжены яйцевыми трубочками, в которых зарождаются яйцеклетки. Таких трубочек в каждом яичнике у матки насчитывают от 110 до 230 шт.

Рис. 10. Половые органы плодной матки имеют: 1- два яичника из множества яйцевых трубочек, 2- двух яйцеводов 3-один непарный яйцевод, 4-семяприемник, 5-придаточная железа, 6 - проток семяприемника, 7 - отверстие влагалища, 8 - яйцевая трубочка с развивающимися яйцами.

Семяприемник матки заключает запас спермы от некоторого числа однородных, разнородных или родственных трутней своей, соседней или трутней доставленных из отдаленных пасек. Сперма сохраняет свою жизнеспособность, на протяжении всей жизни матки, за счет питательных веществ поступающих из придаточной железы, а кислород поступает из трахейной оболочке, оплетающей семяприемник.

По мере развития яйцеклеток в яйцевых трубочках они опускаются в парные яйцеводы, и из непарного яйцевода во влагалище матки. Такое яйцо готово при необходимости к оплодотворению спермой из семяприемника. Несмотря на большое число развивающихся яиц, они откладываются, соблюдая очередность, в ячейки по одному и по мере полного их созревания в яйцевой трубочке. Освободившееся место в яйцевой трубочке занимает следующее, а верхней части трубочки образуется новое яйцо. Количество развивающихся яиц в обоих яичниках за сутки может достигать от 1000 – 2000 и более штук.

Половые клетки трутней (сперматозоиды) после актов спаривания сохраняются в семяприемнике матки. По данным Г.Ф. Таранова (1992) и др. авторов (ранних публикаций), у матки в семяприемнике может насчитываться до 8 – 10 млн. сперматозоидов трутней. Расходуются сперматозоиды по мере откладки яиц маткой пчёл в соты гнезда. Если пчелиная матка не будет иметь запаса сперматозоидов, то она станет откладывать в ячейки сот неоплодотворенные яйца, из которых разовьются трутни. Такая матка не сможет продолжать свой род, и семья будет предопределена на вымирание.

Следовательно, модуль половой информации матки должен иметь два раздельных подотдела, где один для воспроизводства и расхода яиц, а другой для приема, сохранения и расхода сперматозоидов. Из выше сказанного, можно форму модуля нижнего отдела матки условно принять в виде двух расположенных рядом «пробирок», каждая из них может быть разделена на три известных совмещенных блока – А, Б, и С в каждом подотделе (рис. 11). Эта форма совмещенных блоков сохраняет информационную связь – Прием, Переработка, Передача.

Рис. 11. Модуль половой информации нижнего отдела матки пчёл: 1 – подотдел воспроизводства яиц; ІІ - подотдел приема, хранения и расхода сперматозоидов

Воспроизводство и откладка маткой яиц, в семье пчёл зависит полностью от деятельности рабочих особей. От наличия сезонных, благоприятных, погодных условий, достаточного питания, и активной деятельности рабочих особей, матка будет откладывать яички в соты. От формы ячеек и их размера будет зависеть пол особей. В пчелиные ячейки матка будет откладывать оплодотворенные яйца, а в трутневые – неоплодотворенные (рис. 12).

Рис. 12. Модуль половой информации плодной матки пчёл
и схема откладки яиц в ячейки сот гнезда пчёл.

Модуль половой информации рабочей пчелы

Рабочая пчела – особь женского пола. Её половые органы сходны с половыми органами матки, но они недоразвиты. В обоих яичниках рабочей пчелы находится по 1 – 12, а всего 24 яйцевых трубочек, чаще 4 – 5, в которых яйца в обычных условиях не образуются (рис. 13-А). Семяприемник у пчёл находится в зачаточном состоянии.

Рис. 13. А - половые органы рабочей пчелы имеют два недоразвитых яичника из нескольких яйцевых трубочек и семяприемник неспособный принимать и сохранять сперматозоиды трутней.
Б – развитые яичники рабочей пчелы.

С трутнями рабочие пчёлы не спариваются, их семяприемник не способен принять и сохранять сперматозоиды трутней, т.е. он рудиментарен. Однако, она, в определенных условиях состояния семьи может откладывать неоплодотворенные яйцеклетки, из которых будут развиваться трутни. Таких пчел, принято называть физиологическими трутовками. За свою жизнь она может отложить около 20 яиц. Чаще всего откладка таких яиц наблюдается при потере или отсутствии длительное время матки. Например, при облете, или по причине её гибели, а также при отсутствии открытого расплода, с яичками или молодыми личинками, рабочие пчёлы, не могут вывести новую, молодую, пчелиную матку. В таких условиях у некоторых молодых пчёл начинают функционировать яичники, в которых развиваются яйцеклетки (рис. 14-Б). Откладку яиц пчелы трутовки проводят в ячейки сот беспорядочно. В этих ячейках развиваются мелкие, более слабые трутни.

Следовательно, модуль половой информации рабочих пчёл будет совпадать по форме и содержанию с модулем матки, но только по первому подотделу, а второй подотдел будет сильно укорочен, так как семяприемник не способен содержать половой информации трутней (рис. 14). При наличии в семье матки, она выделяет маточное вещество, сдерживающее у рабочих пчёл развитие яичников к яйцекладке.

Рис. 14. Модули нижнего отдела рабочих пчёл, где: І – модуль нормальной пчелы,
прием информации маточного вещества тормозит производство яйцеклеток;
ІІ – модуль пчелы трутовки при откладке неоплодотворенных яиц.

Модуль половой информации трутня

Трутень – мужская особь. Его основное назначение в жизнедеятельности семьи пчел, это совершить спаривание с одной молодой маткой. Цель половозрелого трутня, передать молодой матке свою генетическую информацию, заключенную в половых клетках – сперматозоидах, которые получили свое развитие в его половых органах. Такая информация нужна для воспроизводства женских особей в продолжение жизни семьи, как пчелиного рода. Половые органы трутня по своему строению значительно сложнее половых органов матки. Они состоят из парных семенников (1-1), семяпроводов (2-2), придаточных желез (4-4) соединенный на другом конце с каждым из двух семенных пузырьков (3-3), а от них отходит копулятивный орган (5-9), который имеет семяизвергательный канал (5) соединенный с луковицей пениса (6), далее находится шейка пениса, основание пениса с двумя рожками (8-8) и выводной проток с анальным отверстием (рис. 15.А). Все эти органы у трутня в сложенном положении расположены внутри брюшка (тела), т.е. они, считаются внутренними (рис. 15.Б) в отличие от других насекомых, которые имеют наружные и внутренние половые органы. При спаривании половые органы трутня находятся в вывернутом положении из брюшка (рис. 15.В).

Рис. 15. А - половые органы трутня в развернутом положении,
Б – половые органы в сложенном положении внутри брюшка,
В - часть половых органов в вывернутом положении из брюшка.

Модуль половой информации трутня можно представить из совмещенных трех блоков, с известными обозначениями – А, Б, С. Этот модуль может иметь форму немного вытянутого полукруга для отличия от известного верхнего общего модуля (рис. 16) и нижних половых - матки и рабочей пчелы. В половых органах трутня в период его индивидуального развития до половой зрелости протекают процессы развития и созревания сперматозоидов. Развиваются сперматозоиды в семенниках. В каждом семеннике насчитывается до 200 семенных трубочек. Этот процесс проходит в четыре последовательных этапа созревания мужских половых клеток называемых сперматогенезом. Для наглядности, этапов сперматогенеза на рис. 16. к нижнему модулю блока Бн и Бк подведена блочная модель.

Рис. 16. Модуль половой информации (нижнего отдела) трутня из блоков А, Бн, Бк, С с блочной моделью сперматогенеза – стадии развития мужских половых клеток – сперматозоидов.

Зрелые сперматозоиды – это маленькие тельца с длинным вибрирующим хвостиком, где на переднем его конце имеется головка, включающая в себе ядро. По данным Ф. А. Лаврехина и С. В. Панковой (1975), у одного трутня число зрелых сперматозоидов может превышать 10 млн. Созревшие сперматозоиды по семяпроводам спускаются в семенные пузырьки, где временно сохраняются в мягких, ячейках семенных пузырьков. В пору спаривания трутня с маткой сперматозоиды спускаются через извергательный канал в луковицу пениса и находятся там до момента спаривания (рис. 17).

Рис. 17. Модуль половой информации трутня с цифровой моделью половых органов, где зрелые сперматозоиды сохраняются в семенных пузырьках, а в пору спаривания спускаются в луковицу пениса.

На рисунке 17 к модулю полового отдела трутня подведена цифровая модель половой системы, состоящей из: 1 - пары семенников, 2- пары протоков выносящих семя, 3 – пары семенных пузырьков, 4 – пары придаточных желез, далее даны цифры копулятивного органа (5..9): 5-семяизвергательный канал, 6 – луковица, 7 – шейка, 8 – основание пениса с двумя рожками, 9-выводной проток с анальным отверстием. Все эти органы трутня расположены внутри брюшка (тела) т.е. они считаются внутренними в отличие от других насекомых, которые имеют наружные и внутренние половые органы.

Совокупительный (копулятивный) аппарат трутня представляет собой большой мешок внутри брюшка, который, при спаривании, выворачивается наружу. Это его особенность связана с процессом спаривания. Обычно у насекомых, таких как прямокрылые, пауки и др., акт спаривания их может осуществляться или на почве, или на растении и продолжается длительный промежуток времени.

Спаривание матки с трутнем, как уже упоминалось ранее, проходит в воздухе вдали от пасеки (своего гнезда), по причине избегания близкородственного спаривания. В воздухе длительный процесс спаривания невозможен. Для медоносных пчёл, в таком процессе полового акта, природа предусмотрела обрыв совокупительной части полового органа трутня (рис. 18). Оборванная часть органа остается в прочном соединении с влагалищем матки. Место обрыва закрывается пробкой из застывшей слизи, которая выделяется из придаточных желез половой системы. Пробка, препятствует выходу сперматозоидов из оборванной части полового члена находящегося во влагалище матки. Из совокупительной части оборванного органа трутня, сперматозоиды проникают в семяприемник (банк), заполняя его резервуар, а излишки спермы матка выдавливает наружу, которые застывают в виде хвостика на конце брюшка.

Рис. 18. Модуль половой информации трутня с модулем половых органов матки в процессе спаривания, где копулятивный орган (половой член) трутня – 5,6,7,8,9, вывернут наружу для внедрения во влагалище матки. После прочного соединения с влагалищем, трутень мгновенно погибает и падая обрывается в части семяизвергательного канала 5.