Морфогенетические особенности популяций Apis mellifera Перемышльского и Дзержинского районов Калужской области

Министерство образования  Российской Федерации

Калужский государственный  университет им. К.Э. Циолковского

 

 

 

 

 

 

 

Никишина Алина Сергеевна

Морфогенетические особенности  популяций Apis mellifera Перемышльского и Дзержинского районов Калужской области.

 

 

 

Выпускная работа студентки

5 курса биолого-химического  факультета

 

Научный руководитель

к.б.н., ст. преподаватель  Кузьмичев В.Е.

 

 

 

 

 

 

Калуга – 2012

 

 

 

Содержание

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………...3

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………...6
1. Состав пчелиной семьи
2. Морфология медоносной пчелы …………………………………….9
3. Породообразовательный процесс и характеристики пород пчел....17
1. Породы пчел разводимые в Калужской области………………..20
4. Особенности экологии пчел…………………………………………21
5. Генетика медоносной пчелы………………………………………..23
1. Характеристика генома Apis mellifera……………………………23
2. Генный баланс пасеки…………………………………………….27
3. Генетическая паспортизация медоносной пчелы……………….30
4. Генетическая природа роения…………………………………….33
5. Генетические основы пестрого расплода………………………..38
6. ДНК-анализ разных пород пчел………………………………….44
6. Использование ПЦР метода в пчеловодстве……………………….47
7. Бонитировка………………………………………………………….53
8. Основные породные признаки……………………………………...55
9. Экстерьер и биологические признаки пород пчел………………...58
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ………………………………………….59
1. Отбор проб пчел……………………………………………………...59
2. Измерение экстерьерных признаков……………………………….59
3. Статистическая обработка результатов…………………………….60
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ…………………………………...61

ЛИТЕРАТУРА……………………………………………………………70

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. В настоящее время наряду с другими глобальными экологическими проблемами мирового сообщества остро встают вопросы, связанные с уменьшением биоразнообразия (Кавтарадзе, Овсянников, 2002). Особо тяжелое положение у видов, имеющих большое хозяйственное значение. Так в последние десятилетия отмечается массовая гибель медоносных пчел в Северном полушарии (Кривцов, 2006; Пономарев, 2009). Основной причиной данного явления служат антропогенные факторы - сокращение ресурсов медоносов из-за трансформации человеком окружающей среды, применение химикатов при производстве продуктов питания , снижение генетического разнообразия и устойчивости к болезням в ходе массовой селекции. В условиях России эта ситуация осложнена большим распространением болезней пчел и недостаточностью внимания к вопросам их диагностики и лечения (Смирнов, 2008).

В результате неконтролируемого завоза пчел из других местностей и последующей  неуправляемой гибридизации генофонд локальных популяций может подойти  к рубежу, за которым начнется необратимая  деградация. Проблема состоит и в том, что до сих пор имеется неоднозначность подходов к выделению таких таксонов, как подвид, раса, порода и популяция. Для определения этого используются главным образом морфологические, поведенческие и физиологические показатели, с известными их методологическими и методическими недостатками. Новые надежные и информативные методы исследования в условиях России начали применять только недавно и во фрагментарном виде. С учетом того, что во многих регионах страны многие локальные популяции уже, возможно, не существуют в «чистом» виде из-за продолжающейся (и усиливающейся) искусственной и естественной гибридизации (Гранкин H.H., 1997), использование такого надежного инструмента мониторинга генетической структуры и анализа генофонда, как генетические маркеры встает с особой остротой. (Meixner M.D., et al 1994). Это является важным и для Калужской области, так как эти вышеуказанные процессы частично затрагивают генофонд местной популяции. Поэтому исследование генофонда медоносной пчелы на этой территории представляются чрезвычайно актуальными.

Медоносная  пчела Apis mellifera L. в силу своих биологических особенностей — довольно сложный объект селекции. Этим и объясняется отставание в селекции пчел по сравнению с ее уровнем в других отраслях животноводства (Кривцов, 2007). Медоносная пчела Apis mellifera L. так же является объектом популяционной генетики. Систематические исследования генетики этого насекомого начались сравнительно недавно. Сложность Apis mellifera как генетического объекта объясняется особенностями ее биологии и размножения (Монахова, 2007). Аборигенные породы медоносных пчел Apis mellifera являются ценными генетическими ресурсами; они проявляют устойчивость к тем подчас крайне тяжелым экологическим условиям, в которых они формировались, отличаясь при этом высокой устойчивостью к различным болезням. Благодаря этим своим качествам они с успехом могут использоваться в селекционных программах. Сохранение аборигенных пород (рас) пчел является неотъемлемой частью стратегических программ, основанных на национально-культурных традициях и наследиях человечества (А.М. Ишемгулов, 1998).

Цель работы. Изучить морфогенетические особенности популяций медоносной пчелы Apis mellifera Перемышльского и Дзержинского районов Калужской области.

Для достижения поставленной цели реализовывались  следующие задачи:

1) Изучить биологические,  морфологические и хозяйственно-полезные  признаки медоносных пчел разных  пород.

2) Оценить экстерьерные  признаки медоносной пчелы в   популяциях Калужской области.

3) Изучить особенности   генетики пчел

4) Выявить корреляцию  морфогенетических признаков и  этологических особенностей медоносной пчелы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Обзор литературы

1.1 Состав пчелиной семьи

Медоносные пчёлы, как  известно по научной классификации, относятся к общественным перепончатокрылым насекомым. Их жизнь протекает только в семье из одной яйцекладущей пчеломатки, нескольких десятков тысяч рабочих особей и нескольких сотен мужских особей – трутней, которых воспитывают в летний период рабочие особи (Третьяков, 2008).

Нормальная пчелиная семья состоит из :

1) одной плодной матки,  которая является самкой;

2) многих тысяч рабочих  пчел — тоже самок, отличающихся  тем, что у них половые органы  недоразвиты;

3) значительного числа  трутней — пчелиных самцов, появляющихся в семье только летом (Лаврехин, 1975).

Рис. 1 Состав пчелиной семьи (Книга пчеловода, 1992):

а – рабочая пчела, б – матка, в – трутень.

 

 Наличие самца и  двух форм самок в семье  — явление, характерное для  медоносной пчелы, оно называется полиморфизмом, то есть многоформенностью.

 Полиморфизм пчелиной  семьи возник в результате  эволюции семьи, которая привела  к разделению работ среди особей  пчелиной семьи и побуждает  матку, рабочую пчелу и трутня  вести тот образ жизни, который  свойственен данной особи (Лаврехин, 1975).

Матка

Матка – единственная полноценная самка, откладывающая яйца, из которых развиваются все особи семьи. Матку легко отличить от рабочих пчел: она имеет более крупные размеры и удлиненное брюшко. Если у спокойно сидящих рабочих пчел крылья полностью закрывают все брюшко и заканчиваются на одном с ним уровне, то у матки задняя часть брюшка выступает далеко за пределы крыльев (Кузьмичев, 2008).

Масса матки после  рождения составляет около 200 мг, что  в два раза больше массы рабочей пчелы. Причем, масса тела как рабочих пчел, так и маток различается у различных рас пчел (табл. 1).

Таблица 1. Масса пчелиных маток 

в зависимости от породы (расы) (ГОСТ 23127–78).

Порода пчел	минимальная масса, мг.
	неплодной	плодной
желтая кавказская	185	205
итальянская	190	210
краинская (карника)	185	205
карпатская	185	205
среднерусская	190	210
серая горная кавказская	180	200
степная украинская	185	205

 

Матка может жить в  семье до 4–5 лет (рекорд – 7 лет), но часто уже на третий год теряет способность откладывать большое количество яиц, поэтому многие семьи с матками старше двух лет становятся малопродуктивными. В связи с этим в практике пчеловодства сложилось правило содержать маток в возрасте не старше двух лет.

Рабочие пчелы

Рабочие пчелы, или бесплодные самки, составляют основную массу семьи. Их количество меняется в течение года. Обязанности рабочих особей в семье весьма многообразны. За свою короткую жизнь (30–60 дней) летом каждая пчела успевает принять участие в разных работах как внутри улья (воспитание расплода, отстройка сотов, поддержание микроклимата и чистоты в улье, охрана и защита гнезда от врагов и чужих пчел-воровок), так и в полетах за водой, нектаром и пыльцой с растений на расстояние до 2–3 км от улья.

Трутни

Трутни – самцы, предназначенные для спаривания с молодыми матками. Гораздо крупнее рабочих пчел. Трутни не способны выполнять какую–либо работу, не имеют жала для защиты и служат только для осеменения маток. Осенью пчелы изгоняют трутней из ульев, и они погибают.

В отличие от матки и рабочих пчел, развивающихся из оплодотворенных яиц, трутни развиваются партеногенетически из неоплодотворенных яиц. Пчелы выводят их в конце весны и летом из неоплодотворенных яиц в специальных укрупненных ячейках. После окончания медосбора трутней изгоняют из ульев. Очень редко в нормальных семьях небольшое количество трутней остается на зимовку. В безматочных семьях или с неплодными матками трутней не изгоняют (Кузьмичев, 2008).

Тело пчёл, как у  всех насекомых, по внешнему виду, четко  расчленено на три главных отдела: голову (где есть органы обоняния, зрения, ротовые органы), грудь, брюшко (рис. 2). Эти отделы можно условно назвать как: верхний, средний и нижний модули, которые вместе составят единую модель пчелы (Третьяков, 2008).

 

 

1.2 Морфология медоносной пчелы Apis mellifera

 

Наружный  скелет пчел

Тело пчелы снаружи  покрыто твердым покровом -наружным скелетом, который защищает внутренние органы от травм, колебаний температуры, нападения врагов и служит механической опорой для прикрепления мышц и некоторых внутренних органов. Таким образом, он как бы одновременно выполняет функцию кожи и внутреннего скелета позвоночных животных. Наружный скелет пчелы состоит из трех слоев: внешнего - кутикулы, среднего - расположенного под ним слоя клеток гиподермы и внутреннего - базальной мембраны.

Снаружи тело пчел покрыто  волосками. Одни из них защищают от пыли и грязи. Приставшую к ним  грязь пчелы счищают щеточками  задних ножек. Волосяной покров пчелы  имеет важное значение для опыления растений: при посещении цветков на нем задерживается пыльца, которую пчелы переносят на другие цветки, обеспечивая тем самым избирательность опыления и оплодотворения. К некоторым волоскам подходят нервные окончания, они служат органом осязания. У молодых пчел тело густо покрыто упругими волосками. С возрастом волоски постепенно стираются, и у старых пчел брюшко и грудь почти полностью теряют волосяной покров: их тело становится темным и лоснящимся. Важную роль играют волоски и при зимовке пчел, когда при понижении температуры пчелы плотно садятся друг к другу, образуя зимний клуб пчелиной семьи (Черевко, Аветисян, 2007)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. Внешнее строение рабочей пчелы (Лебедев, Билаш, 1991).

(г - голова; гр - грудь; б - брюшко; ж - жало; сг - сложный глаз; т - простые глаза; у - усик; вг -верхняя губа; вч - верхняя челюсть; х - хоботок; я — язычок; н1, н2, нЗ - передняя, средняя и задняя ножки; к1, к2 - переднее и заднее крылья; 1 — проподеум (первый брюшной сегмент, вошедший в состав груди); 2-7 - брюшные сегменты).

 

Головной отдел

Голова пчелы покрыта  очень толстым хитином, образующим твердую коробку, надежно защищающую головной мозг. Форма головы матки  округлая, простые глаза сдвинуты на лоб. У рабочей пчелы она  имеет треугольную форму, а простые  глаза сдвинуты на темя. У трутня голова более округлая из-за того, что сложные глаза полукругом сходятся на темени. Простые глаза у него сдвинуты на лоб.

Рис. 3  Голова матки (А), рабочей  пчелы (Б) и трутня (В):1 - простые глаза; 2 - сложные глаза; 3 - усики; а - основной членик; б - жгутик; 4 - верхняя губа; 5 - верхняя челюсть; 6 – хоботок.