Pszczołowate w funkcjonowaniu środowiska.

Ćwiczenie 1 15,11,2011r.

T: Morfologia i anatomia pszczoły miodnej Apis mellifera.

2 kolokwia (cwiczenia + wykłady); na 4 i 8 zajęciach; opisowe (3-4 pytań)

Ciało pszczoły:

- głowa: para czułek; aparat gębowy typu gryząco-ssąco-liżący; para oczu złożonych; trzy sztuki przyoczka.

- tułów: 3 pary odnóży: I para na tarczce szyjnej; II i III na tułowiu; 2 pary skrzydeł.

- odwłok: żądło, wewnątrz upakowane większość narządów wewnętrznych.

Polimorfizm (wielopostaciowość) - zjawisko występowania w danym gatunku odmiennych form różniących się funkcjonalnie lub strukturalnie. U pszczół występuje podział na 3 kaskady:

* królowa - Matka pszczela (200-240mg, 20mm; długi smukły odwłok; krótki języczek 3,5mm),

* robotnica (15 mm; 96mg; najdłuższy języczek 4-7mm)

* truteń (18mm; 250mg; duże oczy połączone na szczycie głowy; długość języczka 4mm)

Okrywa ciała:

- pokryte gęstymi włoskami - przystosowanie do zbierania pyłku; odbierania bodźców zewnętrznych; przenikanie zapachu (niebezpieczne środki ochrony roślin; nektar).

Głowa:

- zlokalizowane są: oczy złożone; 3 przyoczka; czułka; górna żwaczka; języczek z łopatką;

- pomiędzy oczami o czułkiem znajdują się włoski, które służą do określenie kierunku, siły i prędkość wiatru, a także pełnia funkcje ochronną.

Przyoczka - dają dokładny obraz przedmiotu widzianego z bliska, służą do patrzenia po ciemku w ulu; do określenia jasności przedmiotów.

Oko złożone - składające się z tysięcy rurkowatych fasetek ommatidium, czyli pojedynczych oczek prostych. Najwięcej posiada truteń ok. 7000, matka i robotnice ok. 4500.

Te dwa rodzaje narządów wzroku umożliwiają pszczole widzenie zarówno przedmiotów bliskich, jak i bardziej oddalonych, a także orientowanie się w ciemności ula oraz odbieranie wrażeń wzrokowych podczas lotu.

Pszczoły reagują na promienie świetlne o długości fali 310-650nm. Widzą one widmo światła słonecznego od fioletu do czerwono-pomarańczowego. Zdolność widzenia barw jest u pszczoły dość ograniczona; rozróżnia ona jedynie następujące kolory: niebieski, żółty, biały oraz czarny. Doświadczenie Karla von Frischa - pszczoły wrażliwe są na barwy. Kolor czarny, czerwony i ciemnoszary widzą jako czarny, dostrzegają także domieszkę ultrafioletu.

Czułek:

- zbudowany jest z : trzonka, nóżki, segmentowanej wici (truteń 11 elementów, matka i robotnice - 10elementów).

- na czułkach znajduje się wiele narządów zmysłu (7):

1. receptory zapachu,

2. receptory smaku,

3. mierzenie kątów - pomagają w budowie plastrów,

4. mierzenie gradientu temperatury i zapachu.

5. dotyku, drgań powietrza (drobniutkie włoski mechanoreceptoróyw pełniące funkcję uszu).

Regulacja warunków gniazda:

- zmysł termiczny, mierzenie temperatury z dokładnością do 0,2°C.

- termometr,

- higrometr - mierzenie wilgotności względnej,

- detektor stężenia CO₂.

Narządy aparatu gębowego:

- języczek - pobieranie i obróbka pokarmów płynnych; pobieranie wody (najbardziej doświadczone pszczoły).

- żuwaczki - pobieranie i obróbka pokarmów stałych; zbieranie propolisu (najstarsze); budowa gniazda, kitowanie gniazda; walka.

Żwaczka u matki zakończona jest zębem; u robotnic jest tępo zakończona.

Języczek zakończony jest łyżeczką.

Tułów:

- wypełniony mięśniami poprzecznymi i podłużnymi; pełni funkcje lokomotoryczną (zlokalizowane są skrzydła).

Pszczoła posiada dwa sposoby chłodzenia się. Po pierwsze dzięki prądowi powietrza, a po drugie za pomocą kropli nektaru na czułkach.

U pszczół występuje termoregulacja. W czasie ciepłych dni rój pszczoły rozproszony, w zimne zacieśnia się.

Skrzydła - dwie pary, połączone ze sobą żeby łatwiej składać i rozkładać w ulu oraz większa powierzchnia nośna.

Pszczoły są w stanie rozwinąć dość znaczną szybkość lotu; jeśli nie jest obciążona ładunkiem nektaru i pyłku, leci z szybkością około 40 km na godzinę. W locie robotnica zdolna jest unieść ciężar wynoszący 1/3 ciężaru jej ciała, a nawet więcej. Szybkość lotu - 18m/s do 65km/h.

Długość życia - generalnie dopóki mają skrzydła i mogą latać.

Długość życia robotnicy zależy od pory roku w jakiej wygryza się ona z komórki; wygryzające się wiosną i latem żyją przeciętnie 36-40 dni, a przy wytężonej pracy w polu nie dłużej niż 4 tygodnie, natomiast wygryzające się jesienią mogą żyć 6-9 miesięcy.

Życie matki trwa przeciętnie około 3 lat; niekiedy jednak może ona żyć 5 lat, a nawet dłużej.

Trutnie żyją około 3 miesięcy. Kres ich bytowania kładą robotnice, które nie dopuszczają trutni do plastrów z miodem, a następnie wypędzają je z ula.

Trzy pary odnóży. Noga owada składa się z takich części: biodro, krętarz, udo, goleń, 5 członowa stopa zakończona pazurkami.

Pierwsza para odnóży składa się z narządu do czyszczenia czułek (ostrogi i szczoteczki do

czyszczenia czułek) oraz narząd goleniowy jako ucho pszczoły. Druga para odnóży zawiera kolec do wyjmowania obnóża pyłkowego. Trzecia para zawiera koszyczek do noszenia pyłku; prasa pyłkowa do formowania obnóża pyłkowego; grzebyczek oraz szczoteczka do zgarniania pyłku z nóg środkowych i bezpośrednio z tułowia.

Pszczoła potrafi przynieść 50-70tys ziaren pyłku na swoim ciele. Oprócz tego dzięki owłosieniu informuje o zapachu kwiatu oraz środkach ochrony roślin.

Budowa plastrów:

- wyciągają i zwężają ściany komórek, za matrycę używają własnych ciał;

- początkowo komórki są okrągłe, gdy pszczoła podnosi temperaturę wosku do 37-40°C staja się sześciokątne;

- mydlana bańka miejsce styku dwóch baniek staje się płaskie;

- plastry A. dorasta, A. florea nie przenoszą drgań podczas tańców, komunikacja na powierzchni kurtyny.

Funkcje plastrów:

- schronienie;

- miejsce produkcji miodu, przechowywania pyłku;

- wylęgarnia potomstwa;

- nośnik pamięci;

- znak rozpoznawczy;

- narząd komunikacji;

- pierwsza linia obrony przed czynnikami chorobotwórczymi.

Ćwiczenie 2 22.11.2011r.

Zapłodnienie - połączenie komórki jajowej z plemnikiem.

Zaplemnienie - złożenie plemników w narządach rodnych samicy.

Koszyczek - służy do przenoszenie wosku, propolisu i nektaru.

Dwa pazurki - służące do chodzenie po powierzchni chropowatych.

Przylga - służące do chodzenia po powierzchni gładkich.

	Robotnice	Matka	Truteń
Czucie
Optyczne płaty mózgu	Średni	Mały	Duży
Liczba organów czuciowych na czułku	3000	1600	30000
Stosunek pow. czułka	2	1	3
Części aparatu gębowego
Żuwaczki	Wysmukłe	Tęgie	Małe
Ząb żuwaczkowy	Brak	Obecny	Brak
Trąbka	Długa	Krótka	Krótka
Nogi i skrzydła
Para do pyłku i grzebyczki	Obecny	Brak	Brak
Koszyczek pyłkowy	Obecny	Brak	Brak
Skrzydłowe sensille	średnio	najmniejszy	największy

Odwłok

- poszczególne segmenty zachodzą na siebie dachówkowo;

- pokryty włoskami;

- pod spodem gruczoły woskowe;

- zakończony żądłem;

- „worek” dla poszczególnych narządów.

Budowa anatomiczna pszczoły.

Miód pszczoły miodnej jest czysty, ponieważ w budowie anatomicznej posiada przedżołądek, który zapobiega mieszaniu się miodu z resztkami pokarmu.

Żądło

- zbudowane z 2 sztyletów i rynienki;

- na sztyletach są ząbki, które zacieśniają się w ranie;

- obok żądła znajdują się gruczoły produkujące jad pszczeli.

- trutnie nie posiadają żądła;

- robotnica ginie po ukąszeniu; matka może żądlić kilka razy w ciągu życia.

T: Gruczoły pszczoły.

Pszczoły żyją w społeczeństwie, tworząc kolonię. Dlatego większość gruczołów wydziela substancje na zewnątrz ciała.

Znaczenie wydzielin gruczołowych:

1. porozumiewanie się na drodze chemicznej relacji pomiędzy osobnikami z kaskady:

- feromony matki - wpływają na stan fizjologiczny i zachowanie robotnic;

- proces rekrutacji, w tym alarmowanie i ochrona.

2. odżywianie i karmienie - wytwarzanie i przetwarzanie pokarmu.

3. produkcja substancji do budowania gniazda - wosku.

4. prace pomadkowe - czyszczenie gniazda.

Gruczoły żuwaczkowe

- znajdują się w przedniej części głowy;

- wytwarzają feromony;

- najsilniejsze u matki, gorzej u robotnic, brak u trutni.

Matka - mieszanie feromonów - substancja mateczna - integracja rodziny, atraktant w czasie lotów godowych.

U robotnic odczyn wydzielin kwaśny, biały - hormonalny komponent mleczka pszczelego.

Starsze robotnice - substancja alarmowa.

Gruczoły gardzielowe:

- umieszczone w przedniej części głowy;

- w pełni rozwinięte u robotnic, u matki zanikają, u trutni brak;

- młode pszczoły wydzielają przejrzysty komponent mleczka pszczelego - białkowy (żywienie: larw; matki, trutni, młodych pszczół);

- stare pszczoły wydzielają enzymy: inwertazę, sacharozę, amylazę, które rozkładają węglowodany.

Gruczoły ślinowe:

- składają się z dwóch par: potylicznych i tułowiowych gruczołów ślinowych.

- gruczoł potyliczny: wydziela emulsję tłuszczową o odczynie obojętnym - czyszczenie komór;

- gruczoł tułowiowy: wydzielina wodnista o odczynie zasadowym pozbawiona enzymów - zmiękczanie pokarmu.

Gruczoły Nasonowa:

- znajduje się w tylniej części odwłoka;

- u pszczół wydziela siedem substancji zapachowych; (podobnych do zapachu melisy);

- służy do: znakowania kwiatów; źródła wody; orientacji względem gniazda; wejścia do ula;

- prawdopodobnie służy do produkowania substancji ochronnych, które są wydzielana na zewnątrz.

Gruczoły woskowe:

- występują tylko u pszczół robotnic; brak u trutnia i królowej;

- występują na spodniej części odwłoka; cztery pary;

- czynne pomiędzy 12-18 dniem życia robotnicy;

- produkują wosk;

Warunki do produkcji wosku:

- obecność pszczoły włoszczarki;

- dopływ świeżego nektaru;

- obecność Królowej - Matki;

- obecność wolnych przestrzeni w ulu.

Gruczoły kieszonkowe:

- występują tylko u matek pszczelich, na grzbietowej części odwłoka;

- służy do zwabiania trutni podczas lotów godowych; zwabiania pszczół.

Gruczoł jadowy:

- występuje u robotnic; królowej; brak jest natomiast u trutni;

- składa się z dwóch gruczołów: gruczoł kwaśny (zbiorniczek jadowy) oraz gruczołu zasadowego (tzw. gruczoł Dufora - neutralizuje obcy jad).

Gruczoły Arnharta (stopowe):

- najlepiej rozwinięte u matki, mniej u robotnic, słabe u trutni;

- ich wydzieliną matka znakuje odwiedzane przez siebie plastry;

- pokazuję ze Matka jest w ulu;

- robotnice używają ich do znakowania odwiedzanych kwiatów.

Polietyzm - podział pracy wśród członów kolonii owadów - pszczoły miodnej.

Polietyzm kastowy - wynika on z morfologicznego przystosowania różnych osobników do pełnienia różnorodnych funkcji, np. matki pszczelej do składania jaj, robotnicy do pracy nad utrzymaniem rodziny, trutnia do unasienniania matki.

Polietyzm wiekowy - podział pracy ze względu na wiek i funkcjonowanie odpowiednich gruczołów.

T: Trzmiele, szerszenie, osy.

Trzmiele, szerszenie, osy mają jednoroczny cykl życiowy. Za punkt początkowy tego cyklu można przyjąć zbudzenie się nowych, zimujących królowych, które wykluły się i zostały zapłodnione poprzedniej jesieni. Przeżywają one zimę w gnijącym drewnie lub w glebie zwalniając metabolizm do minimum.

Następnie królowa szuka odpowiedniego miejsca na założenie gniazda. Na początku buduję sama gniazdo i składa kilka jaj. Wiosną po kilku dniach wylegają się robotnicę, które przejmują obowiązek budowy gniazda oraz karmienia larw, a matka - królowa składa kolejne jaja. W lecie następuje szczyt rozwoju kolonii. Jesienią w gnieździe królowa zaczyna składać zapłodnione jaja, z których wylegną się trutnie oraz nowe królowe.

W słoneczne, jesienne dni rozpoczyna się rójka. Trutnie opuszczają gniazdo w poszukiwaniu młodych, niezapłodnionych jeszcze samic. Zbierają się przy drzewach, czasem w okolicy gniazda i tam kopulują. Wkrótce po kopulacji trutnie giną, a zapłodnione królowe szukają odpowiedniego miejsca do spędzenia zimy.

Po pierwszych mrozach wszystkie robotnice z gniazda giną. U szerszeni czas ten przypada mniej; więcej na listopad. Tak kończy się cykl życiowy kolonii, tylko w sprzyjających warunkach robotnice mogą przetrwać.

Wzrost temperatury i wydłużenie dnia wiosną budzi młode, zapłodnione królowe do życia. Opuszczają wówczas swe kryjówki w poszukiwaniu miejsc do założenia gniazda i zamykając w ten sposób cykl życiowy starej kolonii, a zaczynając nowy.

Szerszenie budują gniazda ze świeżo rosnących drzew. Są to gniazda celulozowe, ponieważ posiadają mocne duże żuwaczki, które umożliwiają gryzienie świeżej kory.

Znaczenie szerszeni i os:

- drapieżniki - polują na mniejsze owady tj. muchy, komary;

- marginalne znaczenia w zapyleniu kwiatów.

Od 1952 wszystkie trzmiele w Polsce są pod ochrona prawną a jednak ilość ich ciągle maleje

Trzmiele

- większy od pszczoły, bzyczący, włochaty

- posiada długi języczek (14mm) sięga dna kielicha

- matka (zamiast królowej) rozbudowuje gniazdo sama

- cykl rozwojowy: jednoroczny; hibernacja zaplenmnionych samic;

- gniazda w norkach ziemnych wyścielone trawą;

- matka buduję dwie komórki (na pyłek i nektar). Na pyłku składa 12 jak, które w chłodne noce ogrzewa własnym ciałem, a w dzień lata po pokarm

- latem po 40 dniach są pierwsze robotnice, które budują gniazda; starsze wylatują na zewnątrz gniazda.

- w drugiej połowie lata pojawiają się samce i samice, zmniejsza się ilość robotnic.

- gniazda są nieregularne, bryłkowate komórki zwrócone otworami do góry ;

- stałą temp gniazda utrzymują wachlując skrzydłami;

- czułka - służą jako nos i oczy (posiadają powonienie optyczne); rozpoznają smak i zapach nektaru;

- żądło mają gładkie, tak jak osy i mogą kilka razy żądlić,

- pancerz chitynowy - szkielet zewnętrzny, ochrona przed czynnikami atmosferycznymi np. wodą i utratą ciepła;

- koszyczki na ostatniej parze odnóży;

- pokarm - pyłek i nektar, larwy karmione surowym pyłkiem lub pyłkiem zmieszanym z miodem;

Znaczenie trzmieli:

- zapylanie - rośliny o długich rurkach kwiatowych

- łańcuch pokarmowy dla innych organizmów

- jeden z pierwszych zapylaczy na wiosnę, już przy 5-8 stopni Celsjusza

- szybciej latają; są większe i więcej pyłku zbierają

- zapylają uprawy pod osłonami

- wzrost plonów o 30%

- lepsza jakość produktu; mniejsze nakłady pracy.

Przewaga trzmiela nad pszczołą: duży języczek; bardziej owłosione, zapylają rośliny pod przykryciem.

Przewaga pszczoły nad trzmielem: przewaga liczebna (pszczół od razu duża liczba; trzmiel musi się rozwinąć); mobilność pszczół; pszczoły można dokarmiać pokarmem cukrowym (węglowodanowym).

---