Всё о ротовом аппарате пчелы: от строения до особенностей работы

Ротовой аппарат пчелы представляет собой сложную систему, адаптированную для сбора нектара и пыльцы. Состоит из нескольких основных частей

Функции ротового аппарата пчелы

Во-первых, ротовой аппарат пчелы  служит для собирания нектара. Нектар –  жидкость,  для привлечения пчел и других опылителей, которую выделяют цветы . Пчелы, используя хоботок, собирают его в специальный медовый желудок и затем переносят в улей.

Во-вторых,он предназначен для сбора пыльцы. Это мельчайшие частицы, которые располагаются на тычинках цветков. Пчелы собирают её при помощи хоботка и откладывают на задние ноги, где она образует комочки, называемые пыльцевыми шариками. Пыльцевые шарики несут в улей и кормят личинок.

Устройство ротового аппарата пчелы

Ротовой аппарат пчелы состоит из нескольких частей. Основные части: верхняя губа, нижняя губа, нижнечелюстные, нижнегубные и верхнегубные щупики. Верхняя губа — для захвата цветка и направления нектара и пыльцы в ротовую полость. Нижняя губа и щупики помогают удерживать цветок и захватывать припасы.

Основные компоненты

1. Губы (Лабиум) –  для захвата и удержания пищи.
2. Челюсти (Мандибулы) – используются для пережевывания воска и строительства гнезда.
3. Максилла (верхняя челюсть) – помогает манипулировать пищей и участвует в питании.
4. Гипофаринкс – железа, выделяющая ферменты для расщепления пищи.

Адаптация к сбору нектара и пыльцы

Ротовой аппарат пчелы приспособлен к видам питания – нектару и пыльце:

• Хоботок (пробосцис), состоящий из трубчатых структур, высасывает нектар из цветов.
• Губные щупики на лабиуме помогают обрабатывать пыльцу и удерживать частицы.

Эти органы позволяют пчёлам собирать питательные вещества, необходимые для выживания и развития колоний.

Механизм сбора нектара

Ключевую роль в процессе сбора нектара играет хоботок. Это сложное устройство, которое извлекает нектар из глубоких частей цветка. Процесс начинается, когда пчела опускает хоботок в нектарник цветка.

1. Расширение хоботка: Пчела расширяет трубчатые структуры хоботка, чтобы создать разряжение и втянуть нектар.
2. Высасывание нектара: Через капиллярные действия и работу мышц нектар поднимается по хоботку и достигает ротовой полости.
3. Перенос нектара в медовый желудок: После попадания в ротовую полость нектар транспортируется в медовый желудок для хранения и транспортировки к улью.

Этот механизм дает необходимое питание и служит опылению растений.

Процесс сбора пыльцы

 Пчелы используют различные части ротового аппарата для выполнения задачи сбора и переноски пыльцы:

1. Использование максилл и лабиума: Максиллы и лабиум образуют пыльцевую корзинку для сбора и хранения пыльцы во время полета от цветка к цветку.
2. Работа щетинок: На максиллах и лабиуме есть щетинки, которые помогают захватывать и удерживать пыльцу в корзинке.
3. Механизм сбора: Пчела приземляется на цветок, двигает максиллами и лабиумом, чтобы собрать пыльцу. Она прилипает к влажным щетинкам и затем переносится в пыльцевую корзинку.
4. Транспортировка пыльцы: После сбора пыльца транспортируется в улей, где будет использоваться для питания личинок или храниться как запас пищи.

Так пчелы эффективно собирают пыльцу и опыляют растения, что важно для поддержания биоразнообразия и продуктивности сельскохозяйственных культур.

Трансформация ротового аппарата пчелы

Ротовой аппарат пчелы прошел изменения, позволившие эффективно собирать питательные вещества и взаимодействовать с окружающей средой. Они включают в себя морфологические и функциональные адаптации, индивидуальные для питательных и экологических потребностей.

Морфологические адаптации

1. Преобразование мандибул: Изначально предназначенные для захвата и пережевывания пищи, мандибулы пчёл адаптировались для обработки воска и строительства гнезда. Это позволяет собирать питательные вещества и создавать защищённое пространство для размножения и хранения пищи.
2. Специализация гипофаринкса: Гипофаринкс у насекомых служит просто для выделения слюны. У пчёл он превратился в сложное устройство, выделяющее ферменты, необходимые для предварительной обработки собранного нектара в мёд.

Функциональные адаптации

1. Развитие хоботка: Хоботок пчёл, или пробосцис, представляет собой  орган, высасывающии нектар из глубоких цветков. Эта адаптация к питанию нектаром ключевая для опыления растений, что способствует поддержанию биоразнообразия и продуктивности растительного мира.
2. Модификация максилл и лабиума: Максиллы и лабиум не только помогают манипулировать пищей, но и участвуют в формировании пыльцевой корзинки, что важно для транспортировки пыльцы между цветами.

Анатомические особенности

Строение хоботка

Хоботок пчёлы (пробосцис), состоит из нескольких сегментов, способных к вытягиванию и сокращению. Он достает нектар из глубоких и узких цветков. Функция хоботка — сбор жидкостей, благодаря ему пчела питается нектаром и водой. Длина хоботка у маток и трутней почти одинакова, в то время как у рабочих пчёл колеблется от 5,5 до 7,2 мм в зависимости от породы.

Мандибулы и их функции

Мандибулы пчелы — это мощные челюсти, которые используются не только для обработки воска, но и для защиты, борьбы с врагами и ухода за потомством. Они бывают различной формы и размера в зависимости от типа пчелы и её роли в улье.

Структура и функции максилл

Максиллы пчелы манипулируют пищей. Оснащены мелкими щетинками и специализированными элементами, которые удерживают и переносят пыльцу. Максиллы также перемещают пищу в рот.

Роль лабиума в сборе пыльцы

Лабиум у пчёл — вспомогательный орган в сборе пыльцы. Оборудован щупиками, которые помогают собирать и удерживать пыльцу, переносить в «пыльцевую корзинку». Эта часть ротового аппарата важна в процессе опыления.

Гипофаринкс и секреторная функция

Гипофаринкс пчелы выполняет несколько функций. Основная — секреция ферментов, необходимых для предварительной обработки нектара в мед. Гипофаринкс участвует в кормлении личинок и других членов колонии, что делает его важным элементом в жизненном цикле пчёл.

Анатомические особенности ротового аппарата пчелы не только подчеркивают их сложность и специализацию, но и иллюстрируют приспособленность пчёл к  экологической нише и роли в природе.

Железы внутренней секреции

Ротовой аппарат пчелы включает железы внутренней секреции, которые участвуют в процессе переработки пищи. Система состоит из различных желез, которые вырабатывают ферменты и другие вещества, необходимые для перевода пищи в более усвояемую форму. Одной из главных в этой системе является слюнная железа, которая выделяет ферменты, необходимые для разложения полисахаридов и других сложных углеводов.

Лабиальные железы рабочих пчел

Лабиальные железы рабочих пчел производят воск и маточное молочко, что критически важно для поддержания жизнедеятельности улья и развития новых пчел.

Эндокринные железы, роль в метаморфозе

Эндокринные железы пчел участвуют в различных процессах включая рост, линьку и переход от личинки к куколке ^[2]. Активность эндокринных желез и интенсивность их секреции регулируются нервной системой, обеспечивая адекватное развитие на каждом этапе.

Химическая природа и значение секретов желез

Секреты, выделяемые железами пчел, различаются по химической природе и важны для жизни отдельной пчелы и нормального функционирования пчелиной семьи

Производство меда и воска

Фарингеальные железы в голове рабочих пчел производят ферменты, которые преобразуют нектар в мед. Железы воска, расположенные в брюшке рабочих пчел, производят воск, используемый для строительства сот

Органы вкуса

Органы вкуса располагаются не только в ротовом аппарате, но и на других частях тела, что позволяет оценивать пригодность веществ для питания. Рецепторы вкуса находятся на конечных сегментах усиков, ногах и частях рта. Однако вкус у пчёл менее развит по сравнению с обонянием

Распределение вкусовых рецепторов

1. Усики: Рецепторы на усиках чувствительны не только к вкусу, но и к осязанию и температуре.
2. Лабрум (верхняя губа): На лабруме — сенсиллы, которые обнаруживают воду и сахар.
3. Глосса (язык): Покрыта волосками, способными воспринимать сахара. Пчёлы предпочитают сахарозу и фруктозу
4. Максиллы (челюсти): Содержат вкусовые сенсиллы, обнаруживают вещества, включая аминокислоты
5. Тарзы (ноги): Вкусовые сенсиллы на ногах воспринимают сахар, воду и другие вещества .

Взаимосвязь вкуса с поведением пчёл

• Вкусовые органы пчёл тесно связаны с их способностями к обучению и памяти.
• Предпочтения во вкусах меняются в зависимости от питательных потребностей.
• Органы вкуса участвуют в поведении пчёл во время спаривания.
• Они чувствительны к веществам, включая феромоны, сахара, воду, аминокислоты и другие химические соединения.

Вариации ротового аппарата среди видов пчел

Примитивные виды пчёл

Примитивные пчёлы, такие как Prozopsis, напоминают роющих ос и переносят пыльцу в корбикуле (корзиночка для пыльцы), что является признаком древнего происхождения.

Медоносные пчёлы

Медоносные пчелы собирают нектар и производят мед. Ротовой аппарат пчелы  позволяет собирать нектар и перерабатывать его в мед. Хоботок имеет большую длину, чем у других видов, что облегчает собирание нектара из цветков.

У медоносной пчелы собирательный аппарат пыльцы расположен на задних ногах.. Задняя нога имеет расширенную голень с гладкой, вогнутой поверхностью снаружи, окаймлённой рядом волосков (корбикула). Голень расширяется к концу и имеет большой изогнутый волосок, ряд острых длинных щетинок, формирующих гребень, и первый сегмент тарзуса, который увеличен и прямоугольной формы. Первый сегмент тарзуса покрыт 10-12 рядами тонких волосков (скребковая подушка) и прикреплён к голени только передним углом, что позволяет совершать поперечные, маятниковые движения. Так устроена корзиночка, в которой пчела несет обножку.

Шмели и безжальные пчёлы

Ротовой аппарат других видов пчёл, таких как шмели и безжальные пчёлы, схож по структуре, но  отличается деталями.

Взаимодействие с растениями

Отношения между пчелами и цветами взаимовыгодные. Цветы приспособлены для привлечения пчел, которые опыляют цветы. Это симбиотическое взаимодействие играет критическую роль в поддержании биоразнообразия и продуктивности сельскохозяйственных культур.

Пчелы как опылители

Пчелы опыляют около 60% растений, которые употребляют люди. Когда пчела приземляется на цветок, пыльца прилипает к ее меху и механически переносится на другие цветы, производя опыление.

Привлекательность цветов для пчел

Пчелы привлекаются к ярко окрашенным цветам с сильным ароматом, так как эти характеристики указывают на источник нектара. Некоторые виды растений полагаются на пчел и других насекомых для опыления и размножения.. Перенос пыльцы от мужских к женским частям цветка способствует оплодотворению и распространению растений

Влияние окружающей среды на пчел

Глобальное снижение популяции пчел связано с потерей среды обитания, интенсивными сельскохозяйственными приемами, изменением климата и чрезмерным использованием агрохимикатов, включая пестициды. Загрязнение воздуха также влияет на пчел, нарушая способность находить пищу.

Защитные и вспомогательные функции ротового аппарата

Функции очистки

Ротовой аппарат пчёлы используется не только для питания, но и для поддержания чистоты. Хоботок применяется для очистки усиков, а ноги — для очистки тела.

Коммуникационные функции

Важна роль ротового аппарата в общении между пчёлами. Процесс трофаллаксиса, при котором происходит обмен пищей и информацией между особями существеннен для координации действий внутри улья.

Защитные функции

Мандибулы пчёлы используют для защиты от хищников или нежелательных гостей. Кроме того, жало, являющееся модифицированным яйцекладом, используется для введения яда.

Обязательно посмотрите видео

FAQs

В чем уникальность пчел?
Пчелы обладают уникальными характеристиками и играют важную роль в экосистеме. Они опыляют около 80% всех цветковых растений, что делает их незаменимыми для поддержания биоразнообразия и продовольственной безопасности. Несмотря на то, что пчел обычно рассматривают как отдельных особей, они функционируют как единый организм в рамках улья. Пчелы обладают пятью глазами и не воспринимают красный цвет. Они издают различные звуки, которые сигнализируют об их состоянии.

Каковы функции рабочих пчел?
Рабочие пчелы выполняют множество критически важных функций в улье. Они отвечают за поддержание чистоты, подготовку ячеек для яиц, строительство новых сот, кормление личинок, поддержание оптимальной температуры, охрану улья, а также сбор нектара и пыльцы с цветков. Этими действиями они обеспечивают нормальное функционирование и развитие семьи.

Какие задачи выполняют рабочие пчелы?
Рабочие пчелы занимаются всеми основными процессами в улье, включая очистку, регулирование температуры, строительство сот, уход за расплодом, сбор нектара и защиту от врагов. Пчелиная матка имеет свое особое назначение – она отвечает за размножение и воспроизводство потомства.

Как устроен ротовой аппарат у медоносной пчелы?
Медоносная пчела обладает грызуще-лижущим типом ротового аппарата, который является характерным для перепончатокрылых насекомых, таких как пчелы, шмели и осы. Этот тип аппарата позволяет им посещать цветковые растения и потреблять нектар. Верхние челюсти и верхняя губа у пчел устроены подобно тем, что встречаются у насекомых с грызущим типом ротового аппарата.