Система органів дихання - Підготовка бджолиних сімей до зимівлі
Доставку кисню до всіх органів, тканин та клітин тіла виконує система органів дихання. Одночасно за допомогою цієї системи видаляється з організму більшість кінцевих продуктів розпаду вуглеводів і жирів - вуглекислий газ і вода у вигляді пари. Повітря (суміш газів) по системі великих і малих трубок (трахей) проникає до всіх органів та клітин тіла. Комахи дихають за допомогою трахейної системи. Органи дихання складаються з трахей, повітряних мішків та дихальників - отворів у хітині, розташованих на грудях та бічних частинах черевця. У всіх особин пари на грудях три пари дихаль, на черевці у робочої бджоли шість пар дихаль, у трутня сім пар. Від дихальця відходять короткі трахейні стовбури, що з'єднуються з повітряними мішками. У голові три пари повітряних мішків, у грудному відділі дві: передньогрудної та заднегрудної, у черевці одна пара дуже великих повітряних мішків. Повітряні мішки правої та лівої сторін з'єднані між собою великими трахеями. У стінках повітряних мішків немає спіральних потовщень, тому вони можуть спадати. Від повітряних мішків відходять трахеї, які гілкуються, утворюючи дедалі дрібніші трубочки, що проникають органи і тканини комахи. Повітря потрапляє всередину організму через дихальні, до яких підходять трахеї.
Повітро- та газообмін. У процесі дихання повітрообмін, газопостачання та газовидалення здійснюється декількома шляхами. Дихальні рухи черевця виконують та посилюють механічну вентиляцію трахейної системи. Розширення черевця знижує тиск у повітряних мішках, і повітря починає надходити, намагаючись їх заповнити та підтримати тиск. Стиснення черевця сприяє переміщенню повітря з черевних мішків в грудні і далі по трахейній системі. При розширенні черевця відбувається відсмоктування повітря з трахей умішки, обсяг яких може при інтенсивному диханні змінюватися на третину їхнього загального обсягу.
Із загальним дихальним процесом пов'язана і ритмічна робота дихальця, які відкриваються і закриваються синхронно фазам стиснення та розширення. Дихальні рухи черевця та ритмічні рухи дихаль регулюються як нервовою системою, так і хімічним шляхом. Підвищення в атмосфері концентрації вуглекислого газу сприяє відкриття дихання на тривалий час. Дихальні рухи черевця збільшуються при нестачі кисню.
Дихальні рухи бджоли забезпечують повітрообмін у великих трахеях. Рух повітря тонкими трахеями, а тим більше трахеолом зустрічає великий капілярний опір і звичайним механічним вентилюванням неможливий. У зв'язку з цим доставка кисню та видалення вуглекислого газу трахеями відбувається завдяки газовій дифузії, яка заснована на різниці парціальних тисків газу в атмосфері і в кінцевих розгалуженнях трахей. Парціальний тиск нижче атмосферного, тому дифузні кисневі потоки спрямовуються всередину тіла до ділянок тканин, які відчувають нестачу в цьому газі.
Видалення вуглекислого газу проводиться як при дихальних рухах шляхом вентиляції трахейної системи при видиханні, так і способом дифузії через шкіру, тим більше, що дифузія вуглекислого газу через тканини в 36 разів інтенсивніше, в порівнянні з киснем. Незважаючи на це, основна частина вуглекислого газу виводиться через органи дихання в газоподібному вигляді, і лише близько чверті його видаляється з організму за допомогою дифузії.
Враховуючи, що дихання пов'язане з окислювальними процесами, виділенням енергії, а також газообміном, його можна розглядати як одну з ланок загального обміну речовин. У зв'язку з цим знання поглиненого кисню тавиділеного вуглекислого газу при диханні має певне значення, як розуміння загальних обмінних процесів організму, так створення умов нормальної життєдіяльності бджолиних особин та його сімей. Відношення виділеного вуглекислого газу до кількості поглиненого кисню характеризує дихальний коефіцієнт бджіл, визначення якого дає можливість встановити речовини, використані для окислення під час дихання бджіл. При окисленні вуглеводів дихальний коефіцієнт дорівнює 1, беків – 0,8, жирів – 0,7.
На величину дихального коефіцієнта впливає вік бджіл, їх фізіологічний стан. Споживання кисню залежить від кількості бджіл у сім'ї, стану їх гнізда, температури та вологості зовнішнього повітря. Підвищення температури на 10 ° С призводить до більшого в 2 - 3 рази споживання кисню. При низькій вологості бджоли часто закривають дихальце, боячись втратити воду в організмі через її швидке випаровування. Така ситуація знижує інтенсивність дихання. Але особливо великі зміни інтенсивності дихання та споживання кисню у зв'язку із зміною активності виконуваної роботи. Наприклад, у бджоли, що летить, потреба в кисні збільшується в 500 разів у порівнянні з бджолою, що знаходиться в повному спокої.
Потреба у кисні бджолиної сім'ї визначається потребою у ньому всіх її особин і розплоду у різних стадіях розвитку. Підраховано, що в літній період бджолиній сім'ї з розплодом, що знаходиться в звичайному стані, потрібно на 1 кг бджіл 20 л повітря на годину, взимку цей показник знижується до 4 л. Особливо важливо забезпечити бджіл киснем при переробці нектару в мед, виділенні воску та будівельних роботах, вихованні потомства та деяких інших ситуаціях.
За низьких температур, коли бджоли, ущільнюючись, збираються в клуб і не маютьТрадиційного доступу повітря та забезпеченості киснем, бджолина сім'я в процесі еволюції виробила здатність виживання при підвищеному вмісті вуглекислого газу. Ця здатність часто дає їй переваги перед сім'ями, що перебувають в умовах високих температур у цей період становить 18 – 20 мм, трутні трохи коротші – 16 мм. Бджоли цього виду відрізняються великою злобливістю, що ускладнює її приручення та використання.