Основы пчеловодства в вузе

В помощь высшей школе Основы пчеловодства в вузе На биолого-химическом факультете Калужского госпедуниверситета четвертый год успешно преподается курс «Биология пчелиных и...

Основы пчеловодства в вузе

На биолого-химическом факультете Калужского госпедуниверситета четвертый год успешно преподается курс «Биология пчелиных и основы пчеловодства». При университете на агробиологической станции работает учебная пасека. Студенты (будущие учителя биологии, химии, географии) получают возможность освоить дополнительную специальность и впоследствии организовывать в школах кружки юных пчеловодов, создавать пришкольные пасеки.

Преподавание многих биологических дисциплин можно расширить и углубить, используя примеры из жизни такого интереснейшего существа, как медоносная пчела. Ниже приведены некоторые примеры, иллюстрирующие возможность взаимообогащения преподавания частной биологии пчел (пчелиных) и общебиологических дисциплин.

Так, в разделе «Эволюция и систематика» рассматривается систематическое положение пчелиных. Видовое название медоносной пчелы — Apis mellifera L. («пчела, приносящая мед») дал К. Линней в десятом издании «Систематики природы». У представителей надсемейства Пчелиные (Apoidea), насчитывающего около 20 тыс. видов, общественный образ жизни ведут около 500. Самые древние представители надсемейства Пчелиные были найдены в отложениях юрского геологического периода (около 200 млн лет назад). Собственно медоносная пчела зафиксирована в более поздних отложениях (20-25 млн лет назад) (Билаш, Кривцов, 1991).

Коэволюция энтомофильных растений и насекомых- опылителей происходила на протяжении миллионов лет. Само понятие «коэволюция» часто рассматривают именно на примере возникновения у опыляемых растений и насекомых целой системы взаимных приспособлений.

Однако можно рассмотреть этот пример под несколько другим углом зрения. Пчелы — мощный эволюционный фактор, направляющий специализацию растений. У покрытосеменных сформировался набор признаков, обеспечивающих поиск полового партнера и перекрестного оплодотворения. Именно взаимоприспособление насекомых, в частности пчел, и растений позволило достичь степени панмиксии растений, не уступающей таковой у животных, а фуражирная деятельность насекомых неожиданно приобрела функцию поиска полового партнера для посещаемых растений. Таким образом, как указывают П. Рейвн с соавторами (1990), покрытосеменные благодаря пчелам оказались не менее подвижными, чем животные!

В качестве примера коэволюции можно рассмотреть способность пчел видеть ультрафиолетовые метки на лепестках цветков, не различимые для человеческого глаза. Например, чисто желтые (на наш взгляд) венчики часто имеют ультрафиолетовый узор. Дополнительный к ультрафиолетовому цвету у пчел — сине-зеленый, к сине-ультрафиолетовому — желтый, к желто-ультрафиолетовому — синий (Г.Ф. Таранов, 1968). Например, белая окраска ульев, представляющаяся нам одинаковой, может четко дифференцироваться пчелами. Цинковые белила кажутся им сине-зелеными, а свинцовые отражают УФ лучи и потому воспринимаются пчелами как ультрафиолетовые.

Пчелы не различают красную часть спектра. Поэтому цветки, опыляемые только ими, имеют броские ярко окрашенные лепестки, обычно голубые или желтые, но очень редко бывают чисто-красными (М. Брайен, 1986). Напротив, преобладание в окраске венчика цветка красного цвета указывает на высокую вероятность специализации данного растения к опылению бабочками, некоторые представители которых способны различать этот цвет. Красные цветки мака привлекают пчел, потому что они отражают также и ультрафиолетовый свет.

Преподаватели зоологии нередко испытывают затруднения при проведении практических занятий по изучению внешнего и внутреннего строения насекомых из-за недостаточного числа объектов для препарирования. Небольшая пасека способна решить эту проблему. Например, можно использовать подмор и без больших затрат времени приготовить достаточное количество постоянных препаратов, что позволит производить различные биометрические исследования.

Изучение особенностей онтогенеза насекомых с полным метаморфозом на примере пчел также имеет несомненные преимущества.

Необходимо подчеркнуть отличия от традиционно рассматриваемого типа дробления (стадии двух, четырех, восьми и т.д. бластомеров). У подавляющего большинства видов насекомых, в том числе и у пчел, дробление поверхностное. В зиготе деление ядра не сопровождается делением всей клетки. Дочерние ядра сначала мигрируют на периферию цитоплазмы, где вокруг каждого из них формируется мембрана — образуется бластодерма. Центральная бесклеточная часть зародыша заполнена недробящимся желтком.

Интересно отметить, что благодаря потрясающему инстинкту заботы о потомстве всего за шесть суток масса личинки пчелы увеличивается с 0,1 до 150 мг, то есть в 1500 раз. Такая высокая скорость развития и приближающаяся к 100% выживаемость потомства возможны только при наличии высокоорганизованного общественного образа жизни пчел. Дальнейшее развитие этой темы требует рассмотрения пчелиной семьи как особой формы существования совокупности живых существ — сверхорганизма.

Нечасто в вузовском курсе генетики рассматривается такой интересный тип определения пола, как гаплодиплоидия, характерный не только для пчел, но и для муравьев и других перепончатокрылых. Из оплодотворенных яйцеклеток развиваются особи женского пола (матки и пчелы), а из неоплодотворенных (партеногенетически) — самцы (трутни). У пчел нет половых хромосом, а пол определяется серией аллелей в определенном локусе одной хромосомы. Обнаружено до 19 вариантов гена, определяющего пол. Гетерозиготные по половым аллелям особи — самки. При близкородственном спаривании возможно появление некоторого числа гомозиготных диплоидных трутней. Пчелы распознают таких личинок сразу после появления из яйца и поедают их. В лабораторных условиях, без доступа рабочих пчел, польскому биологу Е.Войке удалось вырастить диплоидных трутней, продуцирующих диплоидные сперматозоиды. Трутни несут только один набор хромосом, поэтому все рецессивные летальные мутации проявляются у них в первом поколении. Тем самым популяция очищается от генетического груза. Противовесом данному явлению, резко уменьшающему вероятность появления гомозигот по половым аллелям, служит открытое отечественной исследовательницей В.В. Тряско (1951) спаривание маток с несколькими трутнями. Полиандрия — также источник генетического разнообразия и эволюционной пластичности популяций.

Экологическая роль пчелиных, особенно медоносных пчел, очень велика. Из-за значительного сокращения диких насекомых под влиянием антропогенного воздействия они стали основными опылителями сельскохозяйственных культур и дикорастущих энтомофилов, выполняя в настоящее время до 80% опылительной работы. Пчелы средней по силе семьи за один день могут посетить 40-50 млн цветков гречихи.

У южных пород средние размеры и масса тела несколько меньше, чем у пчел более холодных широт. Эта закономерность полностью соответствует географической изменчивости диаметра отстраиваемых пчелиных ячеек (Глушков, 1956): Сибирь-5,55 мм, Центральная европейская часть — 5,43, южные области — 5,25 мм. Изменение же размеров трутней и трутневых ячеек не обнаруживает такой закономерности.

Известно, что у животных одного вида размеры тела больше в холодных частях ареала, другими словами, размер тела увеличивается с широтой. Эта закономерность характерна для теплокровных животных и известна как правило Бергмана. Считается, что холоднокровным свойственна обратная зависимость. Из приведенных выше данных видно, что для переживающих холодную зиму пчел правило Бергмана выполняется. Если вспомнить, что зимой температура тела пчелы в любой части клуба превышает наружную, а летом в гнезде она вообще поддерживается на стабильном уровне, то приходится признать пчелу не совсем холоднокровным животным. Точнее, пчелиное сообщество — это сверхорганизм, способный эффективно поддерживать свою внутреннюю температуру. Появляющиеся же только в теплое время года и не принимающие активного участия в поддержании микроклимата в гнезде трутни правилу Бергмана не подчиняются. У всякого правила есть исключения. В нашем случае это итальянская пчела (A. m. ligustica), имеющая наибольшие размеры и массу тела.

Несмотря на многовековую историю одомашнивания, медоносная пчела в минимальной степени зависит от деятельности человека и существует в практически естественных условиях обитания, чего нельзя сказать о других домашних животных. Таким образом, человек не является для пчел источником всех благ. Он всего лишь позволил им значительно расширить ареал расселения, сделав медоносную пчелу видом-космополитом.

Для повышения познавательного интереса к различным разделам курса используются исторические сведения, примеры из художественной литературы. Например, все с детства знают замечательную сказку Р. Киплинга «Маугли». В сцене битвы со стаей диких рыжих собак одну из главных ролей играет Маленький Народ, описание местообитания и поведения которого практически не оставляет сомнения, что речь идет о ближайшем родственнике медоносной пчелы — гигантской индийской пчеле (Apis dorsata). Действительно, потревоженная A. dorsata может долго оставаться агрессивной. Побеспокоенная пчела возвращается на сот и совершает быструю пробежку; поверхность сота тотчас же покрывается множеством встревоженных насекомых. Спустя несколько мгновений они спадают с сота, спускаясь почти до уровня земли, и улетают группами от 50 до 5000 особей, а также могут начать погоню за агрессором (M. Брайен, 1986).

Мы считаем, что необходимо расширять аудиторию слушателей — потенциальных проводников передовых знаний. В первую очередь это школьные учителя биологии и другие специалисты биологического профиля.

В заключение отметим, что ограниченные возможности журнала позволили только в виде тезисов привести некоторые примеры и подходы, используемые в курсе «Биология пчелиных и основы пчеловодства».

В.Е.КУЗЬМИЧЕВ, Г.В.ЧЕРНОВА

Калужский государственный
педагогический университет
им. К.Э.Циолковского,
кафедра общей биологии
248600, Калуга, ул. Ст. Разина, 26