ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ГИПЕРТЕРМИИ МЕДОНОСНОЙ ПЧЕЛЫ

Еськов Е.К.¹, Еськова М.Д.²

¹Профессор, доктор биологических наук; ²доцент, доктор биологических наук, Российский государственный аграрный заочный университет

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ГИПЕРТЕРМИИ МЕДОНОСНОЙ ПЧЕЛЫ

Аннотация

Рассмотрена возрастная изменчивость толерантности пчел гипертермии. Физиологический механизм зашиты пчел от перегрева связан с испарением воды. Наибольшее ее количество теряют головные и грудные отделы.

Ключевые слова: гипертермия, пчелы, вода, испарение.

Еskov Е.К.¹, Еskova M.D.²

¹Professor, doctor sciences biology; ²docent, doctor sciences biology,  Russian State Agricultural Correspondence University

PHYSIOLOGICAL EFFECTS HYPERTHERMIA OF THE HOHEY BEE

Abstract

Age variability of tolerance of bees hyperthermia  is considered. The physiological mechanism protection bees from overheat is connected to evaporation of water. Its  greatest quantity is lost with head and chest departments.

Keywords: hyperthermia, bees, water, evaporation

В естественных условиях действию высокой температуры подвергаются пчелы, обитающих в тропических условиях. В зонах умеренного климата тело пчел сильно разогревается во время полетов при высокой внешней температуре [1]. До 46 – 50^о С нагревают пчел для удаления с них клещей, что отражается на снижении их жизнеспособности [2].

Настоящее исследование посвящено изучение влияния гипертермии на изменения физиологического состояния у пчел. Эти сведения необходимы для разработки эффективных средств повышения жизнеспособности пчел в экстремальных ситуациях, сопряженных с воздействием на них высокой температуры.  

Методика. Исследования выполнено на пчелах, развивавшихся в ульях, находившихся под открытым небом или тени деревьев. Чтобы исключить ошибки в возрасте изучаемых пчел, расплод перед завершением постэмбрионального развития инкубировали в термостате при 34.5±0.1°С. После выхода пчел из ячеек, их метили быстросохнущей краской и возвращали в свои семьи. Воздействию высокой температуры пчелы подвергались суховоздушном термостате ТС-80.

У пчел, подвергавшихся и не подвергавшихся гипертермии, определяли динамику изменения массы разных частей тела, используя для этого торсионные весы. Для этого пчел после сеанса гипертермии расчленяли. Потери воды в разных отделах тела и пищеварительном тракте оценивали по разности их сырой и сухой масс. Анализируемые части тела сушили при 102^оС до постоянной массы.

Результаты. Продолжительность жизни пчел при 50^о С зависит от их возраста. Так, пчелы в возрасте, не превышающем двух суток, жили в течение 94.3±2.16 ч. У трех- и пятнадцати дневных она возрастала в 1,3, у 7-дневных – в 1,5. Самой низкой  толерантностью к гипертермии отличались 30-дневные пчелы. Их продолжительность жизни составляла в среднем 89.8±3.12 ч. От устойчивости пчел к гипертермии зависели изменения их физиологического состояния.

У пчел, находившихся в течение часа при 26 ± 1^о С, масса тела практически не изменялась, что позволяло использовать их в качестве контроля. Для анализов изменений массы тела пчел, подвергавшихся гипертермии, использовали только тех из них, которые сохраняли жизнеспособность. В результате установлено уменьшение влияния гипертермии на уменьшение массы по мере старения пчел. Непосредственно после завершения постэмбрионального развития за час гипертермии масса головных отделов уменьшалась в среднем на 1,2 мг или на 11,5% (Р ≥ 0,99). У трехдневных пчел при таких же условиях масса головных отделов уменьшалась на 0,4 мг или 4,6% (Р ≤  0,95), у семидневных и у 15-дневных – на 0,3 мг или 3,8% (Р ≈ 0,95), а у 30-дневных – на 0,1 мг или 1,3% (Р ≤ 0,9).

Подобно головному отделу, значительное изменение претерпевала под влиянием гипертермии масса грудного отдела у самых молодых пчел, взятых непосредственно после выхода из ячеек. Масса грудных отделов у них уменьшалась за час гипертермии в среднем на 1,7 мг или 4,7% (Р ≈ 0,95). У трехдневных пчел это уменьшение составляло 0,7 мг или 2,0% (Р ≤ 0,9), у семидневных — на 2 мг или 5,9% (Р ≈ 0,95), у 15-дневных - на 2,2 мг или  6,5% (Р ≈ 0,95) и у 30-дневных - на 1,6 мг или на 4,8% (Р ≈ 0,95).

Масса брюшных отделов с удаленными пищеварительными трактами существенно уменьшалась под влиянием гипертермии у пчел, взятых непосредственно после выхода из ячеек. У этих пчел брюшные отделы уменьшались в среднем на 7,3 мг или 13,1% (Р ≥ 0,95). Существенным (на 3,7 мг или 8,5%) было уменьшение массы также у семидневных пчел и менее значимым (на 2,2 мг или 3,4%) –– у 30-дневных. У других возрастных групп масса брюшных отделов незначительно уменьшалась под влиянием гипертермии.  

Потери воды под влиянием гипертермии разными отделами тела пчел подвержены возрастной изменчивости. Они максимальны в среднем возрасте и минимальные в начале имагинальной стадии и на последних днях жизни (возрастной утрате жизнеспособности). В частности, непосредственно после завершения постэмбрионального развития за час гипертермии содержание воды в головном отделе уменьшалось в среднем всего на 0,6% (Р ≤  0,9). У трех- и семидневных пчел потери воды головным отделом достигали максимума и равнялись соответственно 5,3 и 5,2% (Р ≥ 0,95). У 15-дневных пчел содержание воды уменьшалось в среднем на 1,7 (Р ≥ 0,9), а у 30-дневных — на 0,7% (Р ≤ 0,9).

Сходную с головными отделами имела возрастная зависимость потерь воды под влиянием гипертермии грудными отделами. За час гипертермии содержание воды в них у самых молодых пчел составляло в среднем 1,0% (Р ≥ 0,9). У трехдневных пчел анализируемое изменение равнялось в среднем 3,6% (Р ≥ 0,95), у семидневных — 2,8 (Р ≥ 0,95), у 15-дневных 1,9% (Р ≥ 0,95) и у 30-дневных – 0,7% (Р ≈  0,9).

Содержание воды в брюшных отделах существенно изменялось только у самых молодых пчел. У них под влиянием гипертермии содержание воды уменьшалось на 2,5% (Р ≥ 0,95). С увеличением возраста это изменение существенно уменьшалось и не выходило за пределы 1%.

Массу и содержание воды в ректумах пчел определяли после их гибели в процессе гипертермии при 45 или 50 ^оС. Под влиянием летальной экспозиции гипертермии при 45°С масса ректумов уменьшалась в среднем на 7,7 мг или  16,4%, а при 50°С — всего 2,2 мг или 3,3%. Из-за высокой вариабельности массы ректумов отмеченные их изменения не имели статистической достоверности.

Уменьшение изменения массы ректумов при повышении температуры, очевидно, связаны с продолжительностью жизни в экстремальных условиях. Действительно, под влиянием повышения температуры от 45 до 50°С продолжительность жизни пчел уменьшилась в среднем в 3,8 раза (Р ≥ 0,99).

Содержание воды в ректумах в процессе летальной экспозиции гипертермии незначительно уменьшалось. При 45°С это изменение составляло 1,4% при 50°С – 1,7% (изменения статистически недостоверны). Эти результаты позволяют предположить, что резорбция воды из ректумов прекращается к моменту гибели пчел. На это указывает относительно большое содержание воды в ректумах погибших пчел.        

Заключение. Толерантность пчел к гипертермии подвержена возрастной изменчивости, возрастающей от начала имагинальной стадии к среднему возрасту и понижающейся в дальнейшем по мере старения. Это, по-видимому, связано с тем, что на начальных фазах имагинальной стадии у пчел не сформированы физиологические защитные механизмы, обеспечивающие устойчивость к высокой температуре.

С устойчивостью к гипертермии пчел среднего возраста связано сравнительно небольшое уменьшение их массы, что, очевидно, достигается экономным расходованием энергетических ресурсов. Повышению жизнеспособности пчел в процессе гипертермии способствует интенсификация испарения воды. Относительно большое ее количество расходуется головным и грудным отделами тела.

Почти пятикратное различие по продолжительности жизни пчел весенне-летних и осенних генераций можно отчасти объяснить влиянием гипертермии. В период зимовки температура тела пчел не превышает 37^о С.  В отличие от этого температура тела пчел, летающих в жаркое время при высокой температуре, может превышать 45^оС [1].