Органи дихання бджоли

Крім їжі і води, практично кожен організм має потребу у вільному доступі кисню. Заповнюють цю потребу живі істоти завдяки складному специфічному процесу, званого диханням. У той час як всі його секрети у вищих тварин і людини практично розкриті, про диханні комах відомо мало. У статті будуть детально розглянуті особливості бджолиного дихання, а також описані всі тонкощі газообміну клітин комах з навколишнім середовищем.

Дихальна система медоносної бджоли: основна роль, опис, будова

Як і будь-яке інше жива істота, медоносні бджоли потребують ефективної системи постачання організму повітрям. Вона грає одну з ключових ролей в забезпеченні функціональності організму, забезпечуючи клітини киснем: без цього елемента не проходить жоден фізіологічний процес, тому його відсутність призводить до поступової блокаді окремих систем організму, а в подальшому - до загибелі комахи. Також завдяки диханню комахи звільняють тіло від водяної пари і різноманітних продуктів метаболізму.

Незважаючи на мініатюрні розміри, тіло домашніх і диких бджіл являє собою досить складний організм з розвиненим метаболізмом. При цьому насичення клітин киснем у цих комах забезпечується не менш складною системою газообміну, ніж у інших видів.

Однак дихання у бджілки проходить за своєрідним принципом, який забезпечується унікальним набором специфічних органів. Вони сприяють насиченню клітини киснем безпосередньо, при прямій взаємодії з повітрям, без участі окремих переносників або переносних систем (кровообіг).

Чи знаєте ви? Медоносні бджоли є одними з найдавніших істот на планеті. Вони були широко поширені вже в крейдяному періоді - близько 100 млн років тому.

Забезпечується це особливою системою трубок, що розповсюджується по всьому тілу бджоли, так званих трахей. Починається дихальна система з дихальця. Це спеціальні освіти, які відкривають трахейне канал назовні. У них є отвір, з якого відбувається забір повітря у внутрішні канали. У кожного комахи існує 10 пар дихальців, більшість з них розташовується з боків черевця, і всього три маються на грудному відділі. Усередині кожного дихальця містяться численні волоски, які очищають повітря від пилу і інших забруднювачів.

Органи дихання: 1-трахея- 2-розгалуження трахеі- 3-повітряні мешкі- 4-серце-5 спинна діафрагма- 6 черевна діафрагма

Велика трахея формується у вигляді численних каналів, на кожному відгалуженні яких існує повітряний мішок - порожнисте утворення, сформоване з каналів трахеї. Від нього відходять кілька трубок-судин, кожна з яких може складатися з декількох десятків дрібніших судин.



У міру розгалуження вони тоншають до найдрібніших повітроносних капілярів (трахеол), які безпосередньо і проникають в клітини, а також міжклітинний простір. Така будова дихального апарату дає можливість комасі без праці насичувати організм киснем навіть в разі інтенсивного і тривалого перельоту.

Чи знаєте ви? Повітряний мішок в організмі бджіл грає універсальну роль, головна з яких - зменшувати вагу комахи для поліпшення польоту. При цьому участь у дихальних процесах має другорядне значення.

Процес зміни повітря

Зміна повітря в трахейну каналі, повітроносних мішках і капілярах проходить по черзі. Особливий м`язовий шар скорочує черевце і знаходяться під його впливом дихальця. Це штучно створює різницю тисків, завдяки чому повітряні маси наповнюють трахеї і повітроносні мішки. Тут газова суміш фільтрується від різноманітних домішок, а далі по найдрібніших капілярах під впливом дифузійних сил поширюється по всьому організму і транспортується до кожної клітини.



При взаємодії клітин з повітрям завдяки дифузії відбувається проникнення кисню через клітинну стінку всередину цитоплазми, назовні ж вивільняється вуглекислий газ і інші побічні продукти метаболізму. Після скорочення черевця м`язовий шар розслабляється, через що відбувається природне вирівнювання атмосферного і внутрішнього тиску дихальної системи. Відпрацьований газ виводиться в атмосферу, після чого процес запускається знову. Контролем його діяльності займається центральна нервова система.

Від чого залежить інтенсивність дихання бджоли

Інтенсивність дихання бджіл не є постійним значенням, тому кількість дихальних циклів у них може сильно варіюватися. Залежить цей показник головним чином від активності комах і температури навколишнього середовища. У розслабленому і спокійному стані, під час зимівлі вони роблять лише кілька зітхань в хвилину.

При активному зборі меду кількість дихальних рухів може зростати до 100 в хвилину, а якщо при цьому спостерігається розпал літньої спеки, то інтенсивність зітхань може доходити і до 200 в хвилину.

Також досить часто інтенсивність дихальної системи асоціюють зі статевою приналежністю комахи. У робочих бджіл (жіноча стать) повітроносні мішки значно менше, ніж у трутнів (Самці), тому для поповнення організму необхідним киснем їм, відповідно, буде потрібно і більше дихальних рухів.

важливо! Інтенсивність дихання залежить від кількості кисню в атмосфері. Чим його менше, тим активніше буде проходити дихання і поглинання повітря.

Кількість кисню, яка необхідна бджолам для нормального існування

потреба медоносних бджіл в повітрі досить велика. Якщо врахувати співвідношення маси тіла середньостатистичного комахи і активність його споживання повітря, то виявиться, що бджолі потрібно в кілька разів більше повітря, ніж людині. Мінімальна кількість кисню, яке потрібно середньостатистичної бджолі, становить 0,4-1 мл / год. Така інтенсивність споживання спостерігається при зимовому анабіозі.

Під час активної життєдіяльності однієї бджолі потрібно не менше 65 мл кисню на годину. При польоті цей показник зростає в рази: однієї робочої бджолі під час збору нектару потрібно не менше 400 мл кисню на годину.

Потреба личинок в свіжому повітрі не менше велика: одна рамка відкритого розплоду може поглинати до 1300 мл кисню на годину. Все це робить бджільництво досить кіслородозатратной галуззю

Як впливає зміна температури навколишнього середовища на газообмін бджіл і розплоду

Активність газообміну організму бджіл і розплоду з навколишнім середовищем залежить від температури повітря. Найменш активне дихання спостерігається при температурі, близькій до + 10 ° С, що викликає у комах стан анабіозу. Найбільш інтенсивно процес проходить при температурі понад + 30 ° С, при цьому спека може провокувати його прискорення в 5 разів.

важливо! Щоб скоротити навантаження високих температур на комах, у вуликах повинні обов`язково бути передбачені вентиляційні отвори. Їх слід встановити так, щоб конструкція піддавалася максимальному провітрювання, але була захищена від протягів.

Наприклад, можна уявити той факт, що середньостатистична сім`я, яка налічує близько 15 тисяч особин, під час активного розмноження і заготовки нектару при температурі +30 ... + 35 ° С за годину споживає близько 250 л кисню, виділяючи 50-60 л вуглекислого газу і 300 г водяної пари. У разі зниження температури до + 11 ° С споживання кисню за той же час знижується до 4 л, при цьому назад комахи виділяють всього 800-1000 г вуглекислого газу і близько 1 г води.

Дихання - це один з найголовніших фізіологічних процесів, який забезпечує стабільне функціонування організму бджіл. Отже, цією комахою, як і будь-яким іншим істотам, потрібно велика кількість чистого повітря. Забезпечує його надходження досить складна дихальна система, що складається з розгалужених трахейних каналів. Потреба в кисні визначаться безліччю факторів, але найбільш важливими з них є температура навколишнього середовища і активність комах.