1Instytut Hodowli Zwierząt, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu
Institute of Animal Breeding, Wrocław University of Environmental and Life Sciences
2Katedra Epizootiologii z Kliniką Ptaków i Zwierząt Egzotycznych, Uniwersytet
Przyrodniczy we Wrocławiu
Department of Epizootiology and Clinic of Animal Exotic Birds, Wrocław University
of Environmental and Life Sciences
Celem badań było określenie wypełnienia jelit środkowych ziarnami pyłku u Apis mellifera carnica w okresie późnego lata i jesieni (sierpień, wrzesień, październik) w 2., 7. i 13. dniu życia pszczół robotnic, kiedy rodziny pszczele (n=12) były przygotowywane do zimowli. W preparatach histo-logicznych analizowano obecność (+) lub brak (-) wypełnienia jelit środkowych ziarnami pyłku od 10 do 12 pszczół z rodziny w każdej grupie wiekowej (2, 7, 13). Wyniki z 2009 r. wykazały, że w drugim dniu życia pszczoły miały najwyższy odsetek (64,4%) jelit środkowych wypełnionych ziarnami pyłku w drugiej połowie sierpnia, a najniższy w drugiej połowie października (19,6%). Wypełnienie jelit środkowych ziarnami pyłku w 7. i 13. dni życia było podobne jak w drugim dniu życia z istotnym obniżeniem we wrześniu i październiku. Pszczoły nie różniły się wypełnieniem jelita środkowego ziarnami pyłku ze względu na wiek od 2. do 13. dnia. Wykazano, że trzy razy (p<0,05) mniej pszczół miało wypełnione jelita środkowe ziarnami pyłku we wrześniu i paździer-niku w porównaniu z wynikami z sierpnia.
SŁOWA KLUCZOWE: Apis mellifera, pszczoła robotnica, wiek, jelito środkowe, ziarna pyłku
Do cytowania – For citation: Howis M., Chorbiński P., Janiszewska K., Nowakowski P., 2011.
Wpływ miesiąca i wieku pszczół robotnic Apis mellifera carnica na wypełnienie jelita środkowego ziarnami pyłku. Zesz. Nauk. UP Wroc., Biol. Hod. Zwierz., LXIII, 583: 89–93.
WSTĘP
Pyłek w rodzinie pszczelej jest potrzebny do produkcji pokarmu dla potomstwa i budowy ciała pszczół robotnic w pierwszych dniach po wygryzieniu (Haydak 1970). Stanowi on główne źródło pełnowartościowego białka oraz innych składników niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania organizmu pszczoły miodnej (Szczęsna, rybak- -Chmielewska 1999). Główne procesy trawienia pyłku zachodzą w jelicie środkowym przewodu pokarmowego, gdzie jest rozkładany na cząstki polipeptydowe pod wpływem trypsyny i pepsyny. Porcje pyłku przesuwają się przez jelito środkowe od 1 do 24 godzin (Gałuszka 1998). Pobieranie pyłku przez robotnice osiąga najwyższą wartość w 9. dniu życia, gdy pszczoła pełni funkcje opiekunki, a spada do minimum u pszczół zbieraczek, co związane jest z wiekiem i rodzajem wykonywanych funkcji w rodzinie (Crailsheim i wsp. 1992). Podział obowiązków w rodzinie nie jest ściśle związany z wiekiem, tylko z wpływem czynników genetycznych i środowiskowych na stan fizjologiczny pszczoły robotnicy (Calderone, Page 1996, robinson 1992). U pszczół robotnic spożycie pyłku i aktywność proteolityczna jelita środkowego są znacznie większe niż u trutni. trutnie konsumują pyłek głównie w pierwszych dniach życia, a najwyższa aktywność proteolity-czna jelita środkowego u nich została zaobserwowana między 3. i 4. dniem życia (Szolder-its, Crailsheim 1993). Zimą obecność pyłku w jelicie środkowym 8–9-dniowych pszczół jest znacznie wyższa w porównaniu z latem i aktywność proteolityczna wynosi jedną czwartą w stosunku do aktywności letniej. Oznacza to, że długość czasu przebywania pyłku w jelicie środkowym wpływa na jego strawność (Crailsheim i wsp. 1993). Zbieranie i pobieranie pyłku przez pszczoły w rodzinie zależą od liczby larw przypadających na ro-botnice (Hellmich, rothenbühler 1986). Więcej pyłku jest pobierane, kiedy jest więcej potomstwa i młodych pszczół w rodzinie (Crailsheim i wsp. 1992). Zużycie pyłku przez pszczoły wzrasta od 3. do 10. dnia, utrzymuje się na podwyższonym poziomie między 10. a 18. dniem, a następnie zmniejsza się gwałtownie powyżej 21. dnia. Ograniczanie ilości czerwia w rodzinie prowadzi do znacznego zmniejszenia spożycia pyłku wśród pszczół młodych i w średnim wieku (10., 14., 18. dzień) (Hrassnigg, Crailsheim 1998). Poza naturalnym cyklem rodziny pszczelej na zużycie pyłku mogą mieć wpływ warunki pogodowe, przerwy w pożytku i patogeny.
Celem badań było określenie u pszczół robotnic wypełnienia jelita środkowego ziar-nami pyłku w okresie przygotowywania rodzin pszczelich do zimowli.
MATERIAŁ I METODY
Od połowy sierpnia do końca października 2009 r. oraz w 2. połowie sierpnia 2010 r. we Wrocławiu (51°06′36″N 17°01′20″E) badano stan wypełnienia jelita środkowego pszczół robotnic ziarnami pyłku. W sierpniu, wrześniu i październiku 2009 r. były badane pszczo-ły z 4 rodzin, natomiast w 2010 r. z 8 rodzin pszczelich w miesiącu sierpniu. Analizy w sierpniu 2010 r. posłużyły do oceny powtarzalności wyniku w miesiącu, w którym two-rzy się ciało tłuszczowe pszczoły ptwo-rzygotowującej się do zimowli. Pszczoły wygryzały się w ciągu doby w cieplarce i po indywidualnym oznakowaniu pisakiem do identyfika-cji matek pszczelich wpuszczane były do rodziny pszczelej. Do wykonania preparatów histologicznych pobierano od 10 do 12 znakowanych pszczół z każdej rodziny w 2.,
7. i 13. dobie. Dobór terminów był podyktowany różnymi funkcjami pełnionymi przez pszczoły: 2. doba życia pszczoły to przygotowanie do karmienia larw, 7. doba to okres ich karmienia, a 13. doba to gospodarowanie zapasami w rodzinie. Wypreparowane prze-wody pokarmowe pszczół do badań utrwalano w formalinie Bekera. Badanie histolo-giczne wykonano techniką parafinową z wykorzystaniem barwienia metodą AZAN, przy grubości skrawków 7 μm. W ocenie preparatów brano pod uwagę wypełnienie światła jelita ziarnami pyłku, określając brak (-) lub jego obecność (+). Po określeniu liczby jelit z ziarnami pyłku do całkowitej liczby jelit obliczono procent wypełnionych jelit u pszczół z danej rodziny w określonym wieku. różnice między grupami zostały zweryfikowa-ne statystycznie, stosując dwuczynnikową analizę wariancji i wielokrotny test rozstępu Duncana (pakiet Statistica v.9)
WYNiKi i OmóWiENiE
Preparaty histologiczne charakteryzowały się różnym udziałem procentowym jelit wypełnionych ziarnami pyłku w stosunku do wszystkich jelit wchodzących w skład pre-paratu w danym okresie badawczym (rys. 1. a, b).
a b
rys. 1. Przekrój poprzeczny jelit środkowych pszczół w II dobie życia: a) wypełnionych ziarna-mi pyłku (sierpień); b) słabo wypełnionych ziarnaziarna-mi pyłku (październik)
Fig. 1. Cross-section of bee midguts in the second day of life: a) filled with pollen grains (August), b) with poor fill with pollen grains (October)
Udział procentowy jelit wypełnionych ziarnami pyłku w preparatach histologicznych w 2009 r. zależał bardziej od miesiąca wykonywania badań (P <0,05) niż od wieku bada-nych pszczół. W drugiej dobie od wygryzienia się pszczół najwięcej (64,4%) wypełnio-nych pyłkiem jelit miały pszczoły w sierpniu a najmniej (19,6%) w październiku. Procent jelit z ziarnami pyłku w siódmej i trzynastej dobie życia pszczół był podobny: odpowied-nio w sierpniu 54,5–57,1%, natomiast był niski we wrześniu i październiku 15,1–18,7% (tab. 1). W badaniach wykonanych w sierpniu 2010 r. w drugiej dobie życia pszczół stwierdzono obecność pyłku w ponad 50% jelit pszczół, natomiast w siódmej i trzynastej
dobie życia u ponad 60% pszczół. Zwiększone wypełnianie jelit w tym wieku korespon-duje z wynikami badań Crailsheim i wsp. (1992), którzy wykazali największe pobieranie pyłku przez pszczoły w 9. dobie życia, natomiast Hrassnigg i Crailsheim (1998) odnoto-wali podwyższone zużycie pyłku między 10. a 18. dniem życia. Wypełnienie jelit środ-kowych pszczół ziarnami pyłku, było najwyższe w sierpniu. W sierpniu pszczoły ulowe pobierają dużo pyłku, ponieważ jest jeszcze w rodzinach czerw pszczeli, który wymaga karmienia, co stymuluje spożywanie pyłku (Crailsheim i wsp. 1992). Wykazany wysoki procent młodych pszczół z wypełnionymi jelitami pyłkiem w sierpniu dowodzi również o ich zapotrzebowaniu na utworzenie ciała tłuszczowego. Duże zapotrzebowanie rodziny pszczelej w pokarm białkowy w tym okresie zbieżne jest z obecnością pyłku w środowi-sku naturalnym i zgromadzonymi zapasami w postaci pierzgi z wcześniejszego bardziej obfitego w pyłek okresu.
pOdSUmOWANiE
Przeprowadzone badania nie wykazały istotnego wpływu wieku pszczół (2, 7 i 13 dni) na obecność pyłku w ich jelitach, natomiast istotny wpływ miał miesiąc badania. W rodzinie pszczelej przygotowującej się do zimowli pyłek występował najbardziej obficie w jeli-tach pszczół w miesiącu sierpniu, natomiast we wrześniu i październiku jego poziom był trzykrotnie niższy.
tabela 1 table 1 Wypełnienie jelita środkowego pszczół robotnic ziarnami pyłku w zależności od wieku i miesiąca
wygryzienia (% jelit wypełnionych pyłkiem)
Midgut fill of worker bees with pollengrains due to age and month of emerging from the brood (% share of midguts filled with pollen grains)
rok – Year 2009 2010
Miesiąc – Month vIII IX X vIII
n 4 4 4 8
W 2. dobie życia – 2 days old
średnia – Mean 64,4a 31,1b 19,6b 51,7a SD [min-max] 4,9 [58,8–67,8] 9,7 [25–45,4] 11,6 [8,3–35,8] 16,1 [37,5–77,7]
W 7. dobie życia – 7 days old
średnia – Mean 54,5a 16,5b 18,7b 62,9a SD [min-max] 11,8 [45,5–67,8] 5,8 [9,1–54,4] 11,5 [9,1–31,8] 25,7 [12,5–90]
W 13. dobie życia – 13 days old
średnia – Mean 57,1a 18,5b 15,1b 61a
SD [min-max] 17,9 [40–75,7] 8,6 [9,1–30] 7,9 [8,4–25] 20,3 [37,5–88,8]
a,b – średnie oznaczone różnymi literami różnią się istotnie P<0,05 means denoted with different letters differ significantly at P<0,05
PIŚMIENNICTWO
Calderone N.W., Page Jr r.E., 1996. temporal polyethism and behavioural canalization in the honey bee, Apis mellifera. Animal Behaviour, 51: 631–643.
Crailsheim K., Hrassnigg N., Gmeinbauer r., Szolderits M.J., Schneider L.H.W., Brosch U., 1993. Pollen utilization in non-breeding honeybees in winter. Jurnal of insect Physiology, 39: 369– 373.
Crailsheim K., Schneider L.H.W., Hrassnigg N., Bühlmanna G., Brosch, U., Gmeinbauer r., Schöffmann B., 1992. Pollen consumption and utilization in worker honeybees (Apis mellife-ra carnica): Dependence on individual age and function. Journal of Insect Physiology, 38: 409–419.
Gałuszka H., 1998. Anatomia pszczoły. Pszczelnictwo, 149–150.
Haydak M.H., 1970. Honey Bee Nutrition. Annual review of Entomology, 15: 143–156. Hellmich r.L., rothenbühler W.C., 1986. relationship between different amounts of brood and the
collection and use of pollen by the honey bee (Apis mellifera). Apidologie, 17: 13–20. Hrassnigg N., Crailsheim K., 1998. Adaptation of hypopharyngeal gland development to the brood
status of honeybee (Apis mellifera L.) colonies. Journal of Insect Physiology, 44: 393–404. robinson G.E., 1992. regulation of division of labor in insect societies. Annual review of
Ento-mology, 37: 637–665.
Szczęsna t., rybak-Chmielewska H., 1999. Skład aminokwasowy pyłku kwiatowego z różnych gatunków roślin. Pszczelnicze Zeszyty Naukowe, 43: 100–101.
Szolderits M.J., Crailsheim K., 1993. A comparison of pollen consumption and digestion in honey- -bee (Apis mellifera carnica) drones and workers. Journal of Insect Physiology, 39: 877–881.
EffECT Of mONTh ANd AgE Of WORKER BEES APis MELLiFErA CArniCA ON midgUT fill WiTh pOllEN gRAiNS
S u m m a r y
the aim of research was to evaluate presence of pollen grains in the midgut of Apis mellifera carnica in late summer/autumn period (August, September, October) in worker bees aged 2, 7 and 13 days, when bee colonies (n = 12) have been prepared for wintering. Midgut content of pollen grains of histological preparations of midgut of at least 10 bees per colony in each age group (2, 7 and 13 days old) were analyzed as present (+) or absent (-). Data from 2009 season showed that in 2 days old worker bees pollen grains midgut fill reached the highest percentage (64,4%) in the second half of August and the lowest in the second half of October (19,6%). Share of midgut fill with pollen grains in 7-th and 13-th days of life had the same seasonal pattern as in 2 day old ones with sharp decline between August and September. Generally bees did not differ in pollen midgut fill due to their age from 2 to 13 days. results showed that bees had three fold (P<0,05) lower share of midgut fill with pollen grains in September and October when compared to August data. KEY WOrDS: Apis mellifera, worker bee, age, midgut, pollen grains
UNIWERSYTETU PRZYRODNICZEGO WE WROCŁAWIU 2011 BIOLOGIA I HODOWLA ZWIERZĄT LXIII NR 583