Почему пчела умирает после ужаления млекопитающего | Статья в журнале «Юный ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 8 февраля, печатный экземпляр отправим 12 февраля.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: , ,

Научный руководитель:

Рубрика: Биология

Опубликовано в Юный учёный №3 (23) март 2019 г.

Дата публикации: 05.03.2019

Статья просмотрена: 35 раз

Библиографическое описание:

Дударев Д. С., Дударев К. С., Дударев Н. С., Балакирева А. С. Почему пчела умирает после ужаления млекопитающего // Юный ученый. — 2019. — №3. — С. 23-26. — URL https://moluch.ru/young/archive/23/1411/ (дата обращения: 26.01.2020).



 

Считается, что Apoidea это надсемейство жалящих перепончатокрылых насекомых, относящихся к подотряду Стебельчатобрюхие (Apocrita), инфраотряду жалящие перепончатокрылые (Aculeata), родственное осам и муравьям. По принятой классификации Apoidea объединяет пчѐл в одну группу (надсемейство) вместе с родственными им сфекоидными осами Sphecidae (сфециды) [2].

В настоящее время насчитывается около 20 тысяч видов пчѐл и около 10 тысяч видов сфекоидных, или роющих ос группы Spheciformes. Их можно обнаружить на всех континентах, кроме Антарктиды.

http://sitepchelavodstvo.ru/wp-content/uploads/2016/05/4422992311cb107039ce412e3c97d0bb.jpg

Рис. 1. Строение рабочей пчелы

 

Жалящий аппарат пчелы располагается в конце брюшка пчелы, районе 8,9 тергита (рис.1). В состоянии покоя он скрыт и находится в районе 7-го абдоминального сегмента, в так называемой камере жала. Функционально жалящий аппарат принято разделять на две части: 1. Непосредственно жало, функцией которого, является нанесение раны мишени и поведению в эту рану ядовитого секрета; 2. Две ядовитые железы (кислотная и щелочная) и резервуары для хранения яда [1].

С анатомической точки зрения жалящий аппарат представляет собой достаточно сложный орган, состоящий из более чем двадцати составных частей (рис.2). Жалящий аппарат рабочей пчелы по своему общему строению похож на жало матки и отличается он него лишь в некоторых деталях. Например, жало матки больше жала рабочей пчелы; у отдельных видов салазки жалящего аппарата матки несколько изогнуты; могут наблюдаться различия в форме квадратной пластинки и вилочки.

Рис. 28. Строение ядовитого аппарата медоносной пчелы: А - вид сверху; Б - схема ядовитого аппарата; В - вид сбоку; V al1t - поперечный отросток; Res. gl.- резервуар кислой (парной) железы, при сокращении мышцы m18 конец створки Val1 втянут, при сокращении мышцы m17 выдвигается. Остальные обозначения те же, что на рис. 27

Рис. 2. Строение жалящего аппарата пчелы медоносной

А — вид сверху; Б — схема ядовитого аппарата; В — вид сбоку. m 17 — длинна пара мышц, m 18 — короткая пара мышц, Trg IX — квадратная пластинка (9-й тергит), Lam1 — треугольная пластинка (относится к 8-му сегменту), Lam2 — продолговатая пластинка; Val1 — колющая щетинка; Val1t, — поперечные отростки, Val2 — стилет салазок; Val3 — стилус; Rh1 — дуга колющей щетинки; Rh2 — дуга салазок; Bulb — луковица салазок; Res. gl.- резервуар кислой (ядовитый пузырек).

 

Механизм ужаления можно описать следующим образом [1]. Прежде всего пчела выталкивает наружу стержень жала и опускает его. Затем поочередно начинают двигаться колющие щетинки жала, скользя по рельсам вдоль салазок жала. Эти движения осуществляются одновременно. Непосредственно перед ужалением пчела круто изгибает конец брюшка книзу, и стержень жала повторно высовывается наружу. После того, как пчела ударяет жалом в тело жертвы, начинаются поочередные движения колющих щетинок за счет сокращения мышц m17 и m18. Сокращаясь мышца m18 заставляет квадратную пластинку Trg IX давить на треугольную пластину Lam1, которая начинает вращаться вокруг точки сочленения «в«, при этом выдвигая колющую щетинку за салазки жала. В проксимальной части каждой колющей щетинки Val1 имеются поперечные отростки Val1t, расположенные внутри луковицы Bulb, и при движении они выполняют роль поршней, проталкивающих ядовитый секрет через канал, образованный между Val1 и Val2. Сокращаясь, мышца m17 поворачивает пластину Lam1 вокруг точки «в« в обратную сторону и втягивает колющую щетинку назад.

Авторы считают небезынтересным обратить внимание и на строение канала транспортировки яда (рис. 3).

Рис.43. Соединение стилетиков с салазками: Сл-салазки; cт—стилетики; вл—валик салазок;     1—выемка в стилетике; пс—полость салазок; пст—полость стилетика

Рис. 3. Соединение стилетиков с салазками: Сл-салазки; cт—стилетики; вл—валик салазок; 1—выемка в стилетике; пс—полость салазок; пст—полость стилетика

 

Движущийся отдел жала представлен двумя стилетиками, а также треугольной и квадратной пластинками, расположенными по бокам неподвижного отдела жала. Стилетик — тонкая иголочка с зазубринками на конце. Число зазубринок у рабочей пчелы может достигать 10, у матки — 5. Зазубрины на колющих щетинках фиксируют их в эластичной коже млекопитающих. Стилетик во всю свою длину, за исключением кончика, имеет продольную выемку, которая входит на валик салазок (рис.3). Такое соединение стилетиков с салазками позволяет им двигаться взад и вперед. Полость, образуемая салазками и стилетиками, и является каналом, по которому транспортируется яд. Считается, что пчела вместе с ядом вводит в жертву смесь изоамилацетата, изоамилпропионата и изоамилбутирата. Это привлекает к данному объекту других пчел.

Исследования последних лет показали, что жало пчелы совершает не только поступательные движения, при ужалении, но еще и вращательные. Ученые Пекинского Университета Цинхуа исследовали процесс введения жала Apis mellifera ligustica (она же итальянская или лигурийская пчела) в мишень [3]. В качестве мишени использовались четыре типа квадратных подложек, закрепленных в позиционном узле микроскопа. Подложки были изготовлены из агара, силикагеля, мягкой резины и парафина. На жале устанавливались маркерная точка (Marker point), и после введения жала в мишень отслеживалось ее положение (рис. 3). Исследователи условились считать, что движение маркерной точки по часовой стрелке будет считаться отрицательным углом поворота, движение маркерной точки против часовой стрелки будет считаться положительным углом поворота.

Наблюдение за сечениями жала и расчет углов поворота.  (A) Четыре типа кубических подложек были прикреплены к блоку позиционирования блока под микроскопом.  (B) Маркерные точки в сечении жала.  Если жало вращалось по часовой стрелке, угол поворота был записан как отрицательный угол, тогда как вращение против часовой стрелки было записано как положительный угол.

Рис. 4. Наблюдение сечений жала и демонстрация углов поворота [3]

 

В результате эксперимента выяснилось, что максимальный угол поворота наблюдается при введении жала в наиболее мягкую мишень. Угол поворота при введении в агар составляет величину — 9,03°, при введении в силикагель составляет величину — 8,55°, в мягкий каучук и парафин, углы поворота так же отрицательны, с величинами 8,35°, 7,54°, соответственно (рис. 4).

Окружающий сканирующий электронный микроскоп снимок жала.  (A) иглоподобное жало, мешочек с ядом и связанные с ним железы.  Жало активируется мышцами, чтобы проникнуть в кожу жертвы.  (B) Зубцы вдоль осевого направления жала.  Сплошная линия на рис. 3 (б) - это ось жала, которая получается путем соединения кончика жала и средней точки корня жала.  Жало Apis mellifera ligustica имеет два ряда зубцов, каждый из которых содержит около 10 зубцов.  Угол между рядами зубцов и осью стержня жала составлял около 8–9 мкм, согласно наблюдениям на 10 образцах.  Было обнаружено, что ряд зубцов образует правую спираль.  (С) Увеличенное изображение зубцов.  Семь бородок отмечены обозначениями 1–1 9, 2–2 9 и т. Д. Обратите внимание, что углы кончиков были 90,33, 89,62, 80,31,  72,13, 72,36, 59,63 и 46,19, демонстрируя тем самым, что зазубрины были относительно острыми у кончика жала.  (D) Увеличенный вид двух рядов зубцов.  При осмотре в осевом направлении углы между двумя рядами зубцов были около 95 °. 

Рис. 5. Фотография жала, полученная с помощью электронного микроскопа

(A) иглоподобное жало, мешочек с ядом и связанные с ним железы. Жало активируется мышцами, чтобы проникнуть в кожу жертвы. (B) Зубцы вдоль осевого направления жала. Сплошная линия на рис. 3 (б) — это ось жала, которая получается путем соединения кончика жала и средней точки корня жала. Жало Apis mellifera ligustica имеет два ряда зубцов, каждый из которых содержит около 10 зубцов. (С) Увеличенное изображение зубцов [3].

 

Таким образом, рассмотрев механику поступательного движения жала медоносной пчелы, можно сделать вывод, что зазубрины заставляют жало вращаться при попадании в эластичную кожу млекопитающих. Это делает практически невозможным извлечение жала из кожи. Следует заметить, что пчела беспрепятственно извлекает жало из твердой хитиновой оболочки насекомых, например, осы. После ужаления пчела инстинктивно пытается улететь, однако жало вместе с ядовитыми железами и последним ганглием брюшной нервной цепочки остается в эластичной коже млекопитающего и продолжает некоторое время работать автоматически.

 

Литература:

 

  1.                               Артемов Н. М. Пчелиный яд, его физиологические свойства и терапевтическое применение. Издательство Академии наук СССР, Москва, 1941
  2.                               Хомутов А. Е., Пурсанов К. А., Лушникова О. В., «Апитоксинотерапия», Издательство Нижегородского университета, Нижний Новгород, 2015
  3.                               Jianing Wu, Shaoze Yan Barbs Facilitate the Helical Penetration of Honeybee (Apis mellifera ligustica) Stingers August 2014 DOI: 10.1371/journal.pone.0103823
Основные термины (генерируются автоматически): колющая щетинка, жало, квадратная пластинка, рабочая пчела, пчела, жалящий аппарат, эластичная кожа млекопитающих, часова стрелка, валик салазок, ядовитый секрет.


Похожие статьи

Растения и здоровье человека | Статья в журнале...

Ядовито все растение и мед, выработанный пчелами при сборе нектара с этого растения. В составе обнаружены сильнодействующие алколоиды, как у белены: атропин, гиосциамин, скополамин. Отравление наступает чаще при употреблении сетчатых семян дурмана...

Образ змеи сквозь призму китайских и русских фразеологизмов

Во многих идиоматических выражениях под образом змеи подразумевается ее обманчивая внешность. Русская пословицы «Змея мягка снаружи, да ядовита внутри» подчеркивает, что несмотря на приятную внешность, змея может и укусить.

Бионика как связь природы и техники | Статья в журнале...

Учёные разных стран пытались раскрыть секрет необычайно высокой скорости дельфина. Было замечено, что вокруг движущегося дельфина возникает лишь незначительное струйное (ламинарное) течение, не переходящее в вихревое (турбулентное).

Лекарственные растения флоры Туркменистана, применяемые...

В статье приводятся сведения о некоторых лекарственных растениях, произрастающих в Туркменистане и применяемых в туркменской народной медицине при профилактике и лечении вирусных гепатитов. Многолетнее изучение этноботанических, биоэкологических и...

Похожие статьи

Растения и здоровье человека | Статья в журнале...

Ядовито все растение и мед, выработанный пчелами при сборе нектара с этого растения. В составе обнаружены сильнодействующие алколоиды, как у белены: атропин, гиосциамин, скополамин. Отравление наступает чаще при употреблении сетчатых семян дурмана...

Образ змеи сквозь призму китайских и русских фразеологизмов

Во многих идиоматических выражениях под образом змеи подразумевается ее обманчивая внешность. Русская пословицы «Змея мягка снаружи, да ядовита внутри» подчеркивает, что несмотря на приятную внешность, змея может и укусить.

Бионика как связь природы и техники | Статья в журнале...

Учёные разных стран пытались раскрыть секрет необычайно высокой скорости дельфина. Было замечено, что вокруг движущегося дельфина возникает лишь незначительное струйное (ламинарное) течение, не переходящее в вихревое (турбулентное).

Лекарственные растения флоры Туркменистана, применяемые...

В статье приводятся сведения о некоторых лекарственных растениях, произрастающих в Туркменистане и применяемых в туркменской народной медицине при профилактике и лечении вирусных гепатитов. Многолетнее изучение этноботанических, биоэкологических и...

Задать вопрос