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

3.3. Задний отдел кишечника

Этот отдел состоит из тонкой передней и толстой задней кишки. Тонкая кишка в виде петли является промежуточной. Она соединяет среднюю кишку с объемистой толстой кишкой. Тонкая кишка снаружи имеет развитую мускулатуру, а изнутри зубчики направленные назад к анальному выходу. Перистальтическое движение зубчиков способствует передвижению непериваренных остатков пищи в заднюю кишку. В тонкой кишке протекает процесс всасывания вредных веществ.

Толстая кишка имеет вид хитинового мешка с наружной кольцевой мускулатурой на заднем конце, которая регулирует выход кала через анальное отверстие. Складчатые стенки кишки способствуют резкому увеличению объема накапливаемого кала. Проникшие в заднюю кишку каловые массы накапливаются до ближайшего вылета пчелы из гнезда семьи. В зимней период, который может длиться до 6-7 месяцев, а пчёлы в этот период, как правило, не испражняются, каловые накапливаются в задней кишке до 34-40 мг, (это почти половина веса пчелы) без какого – либо вреда для пчелы. Развитие гнилостных бактерий в такой каловой массе сдерживают вещества с кислой и щелочной реакцией, которые выделяют 6 ректальных желез расположенных на задней кишке. Железы представляют собой параллельно расположенные удлиненные полоски, которые оплетены ветвящимися многочисленными трахеями. Трахеи способствуют удалению воды из каловой массы, (в виде пара) через дыхательную систему. Сгущение каловой массы в задней кишке указывает на возможность удаления воды непосредственно (в виде пара) через трахеи ректальных желез.

По данным Таранова (1955), количество воды за сутки пчела выделяет с калом до 6-7% и 2-3% при разведенных растворов сахара, а 93-98% воды удаляются из тела в процессе дыхания. Если принять вес пчелы за 0,1г, то то количество воды в виде пара пчела за сутки составляет 0,5-0,6 веса пчелы за сутки при больших концентрациях сахара, а при малых 1,0-1,5 веса пчелы. Многочисленная сеть трахей на ректальных железах обеспечивает снабжение желез кислородом необходимым для образования глюконовой кислоты (рис. 1). Выводной канал в ректальных железах не обнаружен.

Рис. 1. Задний отдел кишечника.

В задней кишке обнаружена активная каталаза, которая действует на перекись водорода, превращая её в воду. Активность каталазы возрастает с накоплением каловой массы в объемистой задней кишке. По данным М.В. Жеребкина (1964), наибольшая активность каталазы при рН 5,0 – 7,0 отражает зимостойкость пчелиных семей. Наиболее высокой активностью каталазы, а следовательно и зимостойкостью, как отмечает автор, обладают башкирские пчелы, хорошей – среднерусские пчелы, а низкой зимостойкостью – серые горные кавказские и пчёлы южных районов, т.е. те пчёлы у которых проходит короткий период зимовки. У южных пчёл активность каталазы в два раза меньше чем у более зимостойких, северных пчел. В задней кишке, как и медовым зобике обнаружен фермент, действующий на глюкозу разлагающий её на глюконовую кислоту. Это свидетельствует, что в ней происходит дальнейшее разложение и всасывание вместе с водой продуктов распада декстринов.

Непереваренные остатки пищи, проходя через задней отдел кишечника пчелы, выбрасываются из анального отверстия за пределы гнезда, при полете, в летний период.

В зимний период переполнение задней кишки у пчёл приводит к поносу, ослаблению пчел, а иногда к гибели семьи. Для благополучной зимовки необходимо обеспечить пчелиные семьи доброкачественным кормом, содержащим минимальное количество непереваримых остатков, а также ровная, без резких колебаний температура. Кроме этого необходимо не допускать нежелательных причин вызывающих беспокойство семей. Из причин, чаще всего пчелиные семьи беспокоят мыши, птицы, резкий стук, гул близко проходящего транспорта, высока температура и влажность воздуха в помещении зимовника и т.п.

Известно, что внешний вид кишечника, особенно средняя кишка, служит диагностическим признаком для определения и распознавания болезней пчел. Так, у здоровой пчелы средняя кишка выглядит кремово-желтого цвета с хорошо выраженными поперечными складками, которые можно видеть даже невооруженным глазом. У пчел, больных нозематозом, средняя кишка теряет сегментацию и приобретает молочно-белый цвет. При отравлении пчёл химическими препаратами кишечник делается сильно укороченным и сморщенным, а его цвет становится стекловидным. В случае отравления падевым медом, задняя кишка увеличивается, а средняя становится дряблой, черного цвета и очень легко рвется.

Наиболее полную картину процесса пищеварения можно представить в кишечнике, при моделировании с упрощенными элементами по теории графов связи в сочетании с блочными элементами (рис. 2).

Рис. 2. Модель пищеварительной системы с обозначениями процесса пищеварения

Обозначения.
Гл - глотка; Нн - нагнетательный насос; Мз - медовый зобик; Кмз - клапан медового зобика; Ру - рукав; Сркн – начало средней кишки; Пщм - пищеварительная масса; Ф - ферменты; Скт - секреторная ткань; Пм - перетрофическая мембрана; Эк - эпителиальные клетки; Пв - питательные вещества; Кр - кровеносная система; Сркк - конечная часть средней кишки; Мс - мальпигиевы сосуды; Тк - тонкая кишка; Тлк - толстая кишка; Рж - ректальные железы; Трс - трахейная система; Н₂О - вода (влага из кала); О₂ - кислород воздуха; Ао – анальное отверстие. С5к - сердце пчелы из пяти камер.

На рисунке модели рабочей пчелы показан процесс пищеварительной системы, где поступившая пища из нектара и пыльцы проходит последовательную обработку. В переднем отделе (Гл, Нн, Пщ, Мз, Кмз) кишечника, нектар обогащается выделенными секретами глоточных желез, в результате возвратно поступательного движения от ротовых органов до клапана медового зобика нектар постепенно инвертируется, обогащаясь инвертазой. Переработанный нектар поступает вначале в рукав Рк, а затем в переднюю часть средней кишки. В передней части средней кишки пища из нектара и пыльцы Пщм обволакивается ферментами Ф выделяемые железами секреторной тканью Скт грудных желез. Далее пища продвигается в заднюю часть средней кишки, в ней из пищевой массы выделяются питательные вещества Пв, которые через перетрофическую мебрану и эпителиальные клетки поступает в кровь. Обогащенная кровь новыми питательными веществами поступает к сердцу С5к из пяти камер, а вредные вещества из крови проникают в мальпигиевы сосуды Мс, а затем в конечную часть средней кишки Сркк. Из средней кишки отходы пищевой массы поступают в тонкую кишку Тк, и далее в толстую Тлк. В этих отделах из отходов пищевой массы продолжают выделяться питательные вещества Пв, которые также поступают в кровь Крс.

В толстой кишке образуется каловая масса, в которой продолжают, выделяются питательные вещества Пв, а также влага, благодаря наличию ректальных желез Рж эта влага выходит через трахейную дыхательную систему наружу из организма пчелы.

Кислород - О₂ из воздуха поступает через трахейную систему Трс органов дыхания к ректальным железам - Рж. Из толстой кишки - Тлк каловая масса выводится на субстрат через анальное отверстие - Ао.