Строение пчелы: подробная анатомия и особенности

Как большинство насекомых, наши полосатые подопечные не имеют костных тканей и скелета. Вместо этого строение тела пчелы предусматривает твердый внешний покров. Именно он служит основой тела. К нему крепятся мышечные ткани. Он же служит защитой внутренних органов. Внешний покров разделен на 3 слоя:

• кутикула – хитиновый слой;
• клеточный слой;
• наружный мертвый клеточный слой.

Небольшая справка:

Хитин — образовано от др.-греч. χιτών: хитон — одежда, кожа, оболочка) — природное соединение из группы азотсодержащих полисахаридов. Химическое название: поли-N-ацетил-D-глюкозо-2-амин, полимер из остатков N-ацетилглюкозамина, связанных между собой β-(1→4)-гликозидными связями. Основной компонент экзоскелета (кутикулы) членистоногих и ряда других беспозвоночных. Хитин является вторым наиболее распространенным биополимером на планете.

 

Наружное строение тела рабочих пчел, маток и трутней не идентично, но разница не особо велика. Само тело насекомого состоит из небольших частей — члеников, что отлично видно при рассмотрении вблизи. У взрослого насекомого такую особенность сложно рассмотреть, так как членики на голове и груди имеют особенность срастаться.

Пчелиное тело можно разделить на брюшко, грудь и голову. Поговорим о них подробнее.

Голова

Голова — это твердая хитиновая оболочка, имеющая затылочное и ротовое отверстия. Кроме этих больших отверстий есть еще 2 поменьше — места вывода усиков. Она способна выдержать приличное давление и столкновения. Когда живешь в таком тесном коллективе, это очень полезное свойство. Ее формы отличаются у разних типов пчел. У рабочих — треугольная форма, у трутней – круглая, а у матки средняя между этими видами. Она имеет треугольную форму, но углы более закруглены. На голове расположены два сложных глаза, три простых глазка и усики.

Усики состоят из двух частей – основного удлиненного членика и жгутика. Они могут свободно двигаться. Сами усики соединены между собой при помощи перепонок. Внутри усиков — нервные окончания. С их помощью пчела может чувствовать запахи. Также на голове расположены ротовые придатки.

Строение ротового аппарата

Ротовые органы рабочей пчелы, матки и трутня устроены в основном одинаково и принадлежат к типу лижуще-сосущих. Они состоят из верхней губы, парных верхних челюстей и хоботка. Верхняя губа в виде подвижной хитиновой пластинки свешивается с нижней части передней стенки головы и прикрывает вход в ротовую полость

По обеим сторонам ротового аппарата расположены верхние челюсти. Прикрепляются они к переднему его краю. Это очень прочные хитиновые образования. Ими насекомые раскусывают пыльники цветов, когда собирает пыльцу; ими же, пережевывает отдельные пылинки, когда употребляет их в пищу; сгрызает неровности на внутренней части улья и разминает воск при постройке сотов; вытаскивает из улья сор и трутней; выходя из ячейки, разгрызает крышечку, которой она была запечатана, обороняется при нападении.

В отличие от верхней губы, верхние челюсти у работяг, матки и трутней различаются. Жевательные края челюстей у рабочих особей закруглены и совершенно гладкие, служат для перетирания, разминания и т.д. поэтому пчела, в отличие от осы, не может прокусывать твердую оболочку плодов, чтобы высасывать из них сок.

У трутня верхние челюсти почти не развиты, да и зачем они ему? Никаких работ в улье он не выполняет. Жевательная часть их челюсти зазубрена и почти вдвое короче, чем у рабочей пчелы.

А вот у матки верхние челюсти, наоборот, развиты очень хорошо. Они служат дополнительным оружием, когда приходится вступать в борьбу с другими матками (все мы слышали — «Должен остаться только один!» Вот и тут примерно также. )

Жевательный край челюсти имеет сильный острый «выступ», которым матка, выходя из ячейки (маточника) прорезает прочную крышечку.

В движение, челюсти приводятся двумя мышцами — сильные сводящие и чуть более слабыми — разводящими.

Интересный факт:  верхние челюсти  у пчел двигаются не вверх — вниз, как например у людей или животных, а в горизонтальной плоскости, т. е. слева направо, как ножницы.

Хоботок  — узенькая трубочка, выдается над ртом примерно на 5 — 7 мм. Только с помощью него пчелы собирают нектар, спрятанный в узких и глубоких венчиках цветов.

Длина хоботка у разных пород пчел тоже разная.  Более того — длина хоботка даже в одной семье различается в зависимости от функций, выполняемых конкретной особью. Хоботки маток и трутней всегда короче хоботков рабочих пчел. Это объясняется тем, что  матки и трутни всех пчел, живут на полном иждивении рабочих пчел. Сами пищу не добывают, поэтому их хоботки постепенно атрофировались и превратились из органов добывания нектара в органы приема готовой еды.

Подробнее об этой интересной особенности,  и на что она влияет, читайте в статье Породы пчёл.

Основой хоботка является вытянутая нижняя (задняя) губа. Плотно соприкасаясь с длинными лопастями нижних (задних) челюстей, она вместе с ними и с двумя четырехчленистыми щупальцами задней губы образует узенький каналец.

Самая главная часть хоботка — длинный тонкий язычок. Он имеет вид узкого, глубокого желобка, края которого почти соприкасаются между собой, образуя неполную трубочку. Снаружи язычок покрыт довольно значительным количеством нежных хитиновых колец, придающих ему прочность, гибкость и эластичность. Кольца густо усажены мелкими волосками, направленными вниз, наклонно к оси язычка.

Конец язычка называется ложечкой, это хитиновое образование, имеющее форму ложки. Края ложечки и её передняя сторона довольно густо покрыты волосками.

Несмотря на то, что язычок довольно далеко выступает за концы щупальцев нижней губы, он, вследствие гибкости и эластичности, может быть полностью втянут в трубочку. Все ротовые придатки, составляющие хоботок, настолько плотно прилегают один к другому во время засасывания пчелой жидкости, что в этот момент они представляют одно целое.

Если жидкости много пчела спускает в неё трубочку хоботка, плотно прикладывая к вытянутой нижней губе и её двум щупальцам саблевидные лопасти нижних челюстей. По образовавшейся таким образом узенькой трубочке жидкость поднимается, на основании закона капиллярности, а также, главным образом, благодаря присасывающим сокращениям глотки. Из хоботка жидкая пища поступает в рот, а оттуда по пищеводу в медовый зобик.

Хотя при засасывании жидкости через трубочку хоботка язычок тоже бывает погружен в засасываемую жидкость, тем не менее участия в работе он в это время не принимает. Но если жидкости немного и тонкий её слой приходится собирать с какой-либо поверхности, то эту работу пчела выполняет уже язычком, конец которого, как мы знаем, густо усажен волосками. Эти волоски для ускорения работы язычка смачиваются жидкостью, выделяемой нижнегубными железами.

Кроме сбора нектара, хоботок выполняет следующие функции:

1. при помощи хоботка работницы кормят трутней;
2. раскладывают корм в ячейки, в которых помещаются воспитываемые ими личинки;
3. хоботком пчелы-приемщицы принимают нектар от пчел-сборщиц.

и еще много всего полезного и интересного.

Итак, со строением ротового аппарата медоносной пчелы разобрались, идем дальше.

Брюшко

Брюшко состоит из 6 отделов, кроме трутня, у которого их 7. Они выглядят как полукольца, которые разделены на тергиты и стерниты между которыми находятся перепонки из хитина. В брюшке расположены половые органы, ЖКТ, восковые железы и жалящие элементы. Нижняя часть брюшка имеет ворсистый слой. Брюшко соединено с грудью тонким хитиновом стебельком, который позволяет ему двигаться.

Крылья

Пчелы имеют 2 пары крыльев: переднюю и заднюю. Передняя пара больше и сильнее задней. Прикреплена она ко второму членику груди, вторая — к третьему членику. Основа крыльев — тоненькие жилки, межу которыми натянута перепонка.

Когда пчелка не летит, ее передние крылья закрывают задние. Когда насекомое готовится ко взлету, крылья поднимаются вверх и соединяются в одно крыло при помощи складочки на переднем крыле и крючков на заднем. Во время полета крылья пчелки могут выдерживать еще треть веса насекомого. При полете, пчела может делать до 400 взмахов в секунду. Неудивительно, что при такой нагрузке крылья «изнашиваются»,  из-за чего насекомое летает плохо. Это нередко становится причиной изгнания из семьи.

Почему пчелы летают

Долгое время проводились исследования особенностей полета пчелы, ведь с точки зрения аэродинамики и анатомии это невозможно. Пчелиные крылья слишком маленькие для ее туловища, но они выдерживают не только само насекомое, но и нектар, который составляет треть массы.

Как оказалось, пчелка машет крыльями особым образом. При взмахе крыльями шевелятся в разные стороны, будто пропеллер. Это создает особые вихри, что и удерживают пчелу на весу.

Ноги

У насекомого 3 пары ног. Они закреплены в нижней части груди. Каждая ножка состоит из 9 члеников, которые соединены между собой перегородками из хитина. Кроме того в ножках есть мышечные ткани. Благодаря этому насекомое может активно ими двигать. Выделяют такие части ножки пчелы:

— лапка;

— голень;

— бедро;

— вертлуга;

— тазик.

Коме того, что ножки служат опорой тела, они помогают собирать пыльцу и очищать тело насекомого. Передняя пара самая неподвижная, на них находятся волосяные щеточки, которыми чистят глаза. На первом членике передних ножек можно увидеть длинные волоски. Они необходимы для сбора пыльцы и чистки рта. Там же находится специальная выемка с волосками для очищения усов, что является важной частью пчелиной рутины, так как на усиках располагаются органы чувств.

Средняя пара ножек служит для сбрасывания «добычи» в соты и очищения тела от остатков пыльцы. Задняя пара самая подвижная. Там есть приспособления для переноса пыльцы и очищения тела, а также лапки для изготовления обножек.

Для большей наглядности изучите вот это фото:

 

Строение ног

Внутреннее строение пчелы

Если внешнее строение пчелы каждого вида не особо отличается, то внутренние системы полностью зависят от того, чем она занимается и питается. Это наиболее заметно на органах пищеварения. Например, строение пчелы медоносной приспособлено к сбору нектара. Они едят пыльцу, чем и обусловлено строение их ЖКТ.

Пищеварительная система

Как уже было сказано, пищеварительная система пчелы значительно отличается у разных видов пчел, хоть принцип остается тот же. Органы пищеварения очень похожи на человеческие. ЖКТ условно разделяют на 3 отдела, что отвечают за попадание пищи в организм (ротоглотка, пищевод и медовый зобик), переваривание (желудок) и выведение (кишечник). Особое внимание нужно уделить медовому зобику.  Это специальное приспособление, имеющее большое количество мышц. Именно в нем наши работяги переносят нектар и запасают мёд.

Кровеносная система

Сердце, напоминает длинную трубку, находится в верхней части тела и тянется вдоль спинной стороны от шестого тергита до головы. Кровеносная система пчелы представлена в виде эластичного, длинного сосуда, который проходит через брюшко и ведет к головному мозгу. Ее разделяют на аорту – грудной участок кровообращения, и сердце, которое находится в брюшине. К сердцу ведет 5 отверстий, через которые поступает кровь, а устьица сердца служат клапанами, что контролируют поток. Кровь из сердца ведет к аорте через спиралевидные петли.

Дыхательная система

Дыхательная система пчелы состоит из внешних и внутренних органов. Твердый наружный покров имеет трубочки (трахеи), через которые обеспечивается снабжение органов кислородом. Этот узел называют трахейной респираторной системой. С трубочек к каждой клеточке организма через кольцевые ветки напрямую поступает воздух. Кровеносная система при этом не используется.

По всему телу расположены дыхальца: 7 брюшных и 3 грудных, защищенные волосяным покровом. Они имеют своеобразные клапаны, которые не позволяют воздуху выходить наружу. На вдохе происходит расширение трахей (образуется воздушный мешок), а на выдохе сжимание, что напоминает движение человеческих легких.

Далее воздух поступает в трахеолы, которые ведут воздух к клеткам. Окончания трахеол заполнены жидкостью. Она поглощает кислород. Эта жидкость просачивается в клетки. Там она омывается кровью. Углекислый газ поступает назад и выводится через мягкие покровы тела и трахеи.

Нервная система

Пчелы отличаются высокоразвитой нервной системой, благодаря чему способны взаимодействовать между собой и с внешней средой. Выделяют 3 типы нервной системы:

— периферическая;

— центральная (ЦНС);

— симпатическая нервная система пчелы.

Нервную систему составляют нервные клетки, узлы и волокна. ЦНС состоит из головного мозга, брюшной цепочки и подглоточного и надглоточного ганглиев. Головной мозг регулирует работу усиков, глаз, органами обоняния и осязания, верхнюю губу насекомого. Подглоточный ганглий контролирует челюсти и нижнюю губу. Надглоточный ганглий  отвечает за высшую нервную активность (по своим функциям очень напоминает мозг). Брюшная цепочка отвечает на иннервацию брюшка, крыльев и ножек.

Периферическая нервная система пчелы связана с органами чувств, а симпатическая отвечает за работу внутренних органов.

Репродуктивная система

Половая система матки состоит из парных яичников, влагалища, парных и непарных яйцеводов и семяприемника. Яичники имеют до 200 яйцевых труб в каждом. Там зарождаются яйца. В процессе развития они увеличиваются в размерах и постепенно продвигаются по трубках к парному яйцеводу. После этого они попадают в непарный яйцевод, влагалище и половую щель.

В том месте, где непарные и парные яйцеводы соединяются, находится проток семяприемника – мешочка со сперматозоидами, где происходит их питание и снабжение воздухом. Через этот проток сперматозоиды попадают к проходящим в яйцеводах яйцам. При этом на каждое из них приходится больше 10 сперматозоидов, один из которых оплодотворяет яйцеклетку. Плодотворным является только то яйцо, которое отложено в пчелиную ячейку.

Рабочие пчелы имеют 2 недоразвитых яичника и недоразвитых яйцевых трубочек. Они не могут спариваться.

Трутень имеет 2 семенника, половые пути с придатками и копулятивный аппарат. В семеннике созревают сперматозоиды. Половые органы трутня формируются на первых этапах жизни насекомого.

 Жало пчелы и ядовитые железы

Пчелиное жало – это орган длиной до 4,5 мм. Он служит средством защиты насекомого, впрыскивая яд, который вызывает боль и жжение. Оно необходимо для защиты улья от муравьев, других насекомых, ежей или даже медведей. Ужалить пчела может только один раз, после чего она сама погибает, так как жало остается под кожей врага, а без него она жить не может.

Орган состоит из подвижной и неподвижной частей, в которые входят салазки, отростки, щупики, квадратные и продолговатые пластинки, мышцы, стилеты, ядовитые железы и резервуар для яда. Жало расположено сзади брюшка. У него есть острие с микро зазубринами, из-за чего его тяжело вытащить. Яд у пчел отличается. Чем старше насекомое, тем он сильнее.

Выделительная система

Выделительная система пчелы состоит из специальных органов. Функции, подобные почкам, в данном случае выполняют мальпигиевы сосуды. Они представлены в виде трубочек, что впадают в тонкую кишку. Они всасывают мочевину и другие вещества, вредные для организма пчелы.

Для выделения продуктов жизнедеятельности насекомого используются кожные покровы, трахеи, либо органы выделительной системы. От части функции органов выделения исполняет жировое тело, которое накапливает и хранит питательные вещества. Со временем таких накоплений становится все больше, а цвет жировых накоплений меняется.

Органы чувств пчелы

Для ориентации в пространстве пчеле нужны органы чувств. Они воспринимают внешние раздражители, хоть и не развиты, как у животных.

Зрение

У пчелы есть 2 вида глаз: простые и сложные или фасеточные. Последние представлены в виде продолговатых округлостей, расположенных по бокам головы. Именно их мы и видим.  По сути, это не один глаз, а много глазков – омматидиев, которые состоят из пучков зрительных клеток. Они отделены друг от друга пигментными клетками. Таким образом пчела получает изображение, разделенное на много отдельных точек.

Обоняние

В качестве органов обоняния у пчелы есть поровые пластинки, которые прикрывают отверстия в хитине. Внутри к ним ведут нервные клетки. Ободок пластинки очень тонкий, что позволяет проникать запахам внутрь. Запахи ощущаются благодаря усикам, поэтому если их обрезать, пчела не будет ощущать запаха.

Благодаря обонянию насекомые находят еду. Они способны распознавать знакомые запахи. Это позволяет им найти нектар нужных растений в период цветения. Каждая семья пчел пахнет по-своему. Как раз по запаху они находят друг друга.

Органы вкуса

Пчелки различают разные вкусы. Органы расположены во рту насекомого и у основания язычка. Для еды используется хоботок длиной до 25 мм. Когда пища по нему поднимается, вкусовые клетки раздражаются. Если поступает неподходящая еда с примесями, насекомое отказывается ее есть.

Органы слуха

Ушей у пчелок нет. Звуки, в привычном нам понимании, они не слышат. Скорее воспринимают звуковые колебания. Для этого у пчел есть особенные органы — хордотональные и джонстоновы.

Хордотональные органы состоят из сколопофор, или сенсилл. В них содержится 3 клетки: обкладочная, колпачковая и чувствительный нейрон. Первые две похожи на эпидермис. В сенсиллах содержится специальный канал, где находится чувствительный нейрон.

Еще одной формой хордотональных органов является Джонстонов орган. Этот сложный орган расположен на втором членике антенны медоносной пчелы. Сколопофоры Джонстонова органа образуют в педицеллярном членике цилиндр вокруг осевых нервов антенны и реагируют на смещение третьего членика (и связанного с ним жгутика) относительно второго. Стимуляция Джонстонова органа происходит как при активном ощупывании антеннами различных предметов, так и во время движения насекомого в воздушной среде (регулирует скорость полета). Джонстонов орган, кроме того, воспринимает звуковые колебания. Насекомые способны воспринимать не только звуковые колебания, но и любые колебания среды. Если ухо человека воспринимает изменение давления воздуха, вызываемое источником звукового колебания, то у насекомых чаще воспринимается движение воздуха.

Насекомое может реагировать на различные звуки, но в условиях природы они приспосабливаются к восприятию тех сигналов, которые нужны им для жизни.

В заключение, предлагаем вам посмотреть вот это видео, где подробно описана анатомия. Довольно интересно.

 

Отличия в строении рабочих пчел матки и трутня

В зависимости от выполняемой роли, возможно разное внешнее и внутреннее строение пчелы. У рабочей особи голова треугольной формы. Она имеет длинный хоботок для сбора нектара. В процессе развития строение ее тела меняется, половые органы останавливаются в развитии. Тело приспосабливается для переноса нектара к улью.

Особенности строения матки пчелы обусловлены ее функцией – размножением. Ее половая система хорошо развита, а органы, необходимые для сбора меда, атрофированны. Голова треугольная с закругленными углами.

Трутень имеет мужские половые органы. Его задача спариваться с маткой. На одну матку предназначено 6-8 мужских особей. Он имеет большие размеры. Его органы для сбора нектара недоразвиты, поэтому пищу он получает только от пчел-кормилец или из незапечатанных ячеек в улье. У них хорошо развито обоняние, необходимое для поиска матки.