КРОВООБРАЩЕНИЕ И ДЫХАНИЕ ПЧЕЛЫ
Кровь пчелы прозрачная, слегка желтоватая. В отличие от высших животных и человека, в крови у пчел отсутствуют красные кровяные шарики (эритроциты), которые разносят кислород из легких во все части тела. Поэтому кровь у пчелы не участвует в процессе дыхания.
Главная функция крови заключается в разносе питательных веществ, которые проникают в нее из средней кишки. Кровь разносит их по всему телу и доставляет ко всем органам и клеткам. Кроме того, в кровь попадают продукты распада белка, которые должны удаляться из организма. Кровь приносит эти продукты к органам выделения - мальпигиевым сосудам, клетки которых выбирают их, очищая кровь от ненужных организму веществ.
Чтобы выполнять свои функции, кровь должна все время передвигаться внутри тела. Движется кровь благодаря деятельности сердца - длинной трубочки, расположенной в спинной части брюшка. Сердце пчелы разделено на пять камер. Последняя камера в конце брюшка закрыта с задней стороны, а с переднего края каждая из этих пяти камер сужается и проникает в соседнюю камеру. При последовательном сокращении камер сердца кровь переливается по направлению от конца брюшка к груди и проталкивается затем в трубку (аорту), отходящую от сердца. Обратному току крови препятствуют клапаны на границах между камерами.
В камерах сердца имеются также отверстия, через которые кровь из окружающей сердце полости проникает внутрь камер. Эти отверстия находятся у задних концов всех камер, кроме последней.
Частота сокращений сердца зависит от поведения пчелы и внешней температуры. В спокойном состоянии у пчелы, медленно передвигающейся по соту, сердце сокращается 60- 70 раз в минуту. У движущейся пчелы число сокращений возрастает до 100 в минуту, а у пчелы во время полета оно достигает 140-150 раз в минуту. При понижении температуры число сокращений сердца уменьшается, при повышении - возрастает.
Из сердца кровь по аорте проходит в голову и здесь выливается в полость тела. Обратный путь от головы к брюшку кровь совершает не в сосудах, а свободно разливаясь в полость тела. В голове кровь омывает мозг и другие органы, затем она попадает в грудь, где проходит вблизи мощных мускулов, приводящих в движение крылья и ножки пчелы. Из груди кровь попадает в брюшко. Путь крови в брюшке регулируется с помощью двух диафрагм - брюшной и спинной. Сначала кровь омывает нижнюю часть брюшка и заключенные там органы, затем попадает в среднюю часть, где проходит мимо средней кишки. Здесь она насыщается питательными веществами и освобождается от вредных продуктов распада. Отсюда кровь насасывается в околосердечную полость, отграниченную спинной диафрагмой, и из полости опять попадает в сердце.
В состав крови насекомых, кроме жидкой плазмы, входят еще маленькие клетки - лейкоциты. Они выполняют в организме защитную функцию - поглощают и растворяют попавших внутрь тела бактерий и другие посторонние, вредные для организма вещества. Со временем лейкоциты стареют и погибают; вместо них образуются новые клетки (пролейкоциты), которые, вырастая, заменяют погибшие.
Органы дыхания. Чтобы поддерживать жизнедеятельность клеток и органов тела, а также создавать тепло, нужное организму, недостаточно доставить к клеткам питательные вещества. Необходим еще кислород, который, соединяясь с питательными веществами, дает животное тепло.
У высших животных и человека кислород из воздуха попадает в легкие, затем поступает в кровь и вместе с ней разносится по всему телу. У пчел же существует сложная сеть трубок - трахеи, по которым воздух, содержащий кислород, доставляется ко всем частям и органам тела.
На поверхности тела пчелы имеются 9 пар дыхалец-отверстий, через которые воздух проникает внутрь тела. На брюшке расположены 6 пар и в груди - 3 пары дыхалец - по одной паре в каждом сегменте. Через эти дыхальца воздух поступает и удаляется из тела. Во время полёта он входит через все дыхальца, а выходит главным образом через третью пару грудных дыхалец.
Дыхальца устроены сложно. Воздух попадает через отверстия в покрове тела в дыхательную камеру, густо усаженную длинными волосками. Здесь воздух очищается от пыли. От дыхательной камеры отходит трахея, имеющая в самом начале замыкающий аппарат, с помощью которого пчела может закрыть просвет трахеи. Таким образом регулируется поступление воздуха внутрь дыхательной системы.
По трахее воздух попадает в воздушные мешки - большие тонкостенные резервуары, размещенные в голове, груди и брюшке. Такие резервуары имеются у всех хорошо летающих насекомых. Они служат для обеспечения пчелы воздухом во время полета и для уменьшения удельного веса, что облегчает ее полет.
От воздушных мешков отходят тонкие трахеи, имеющие в своих стенках спиральные утолщения, поддерживающие трахею в расправленном состоянии. Трахеи много раз ветвятся, постепенно уменьшаясь в диаметре. Очень тонкие трахеи уже не содержат хитиновых утолщений; их стенки становятся проницаемыми для воздуха и водяных паров. Такие мельчайшие трубочки (они называются трахеолами) проникают во все органы тела пчелы, где и заканчиваются. Некоторые трахеи заканчиваются в особых звездообразных трахейных клетках. Следовательно, у пчелы трахейная система замкнутая.
В трахеолах и трахейных клетках происходит обмен газов. В клетки тела проникает кислород, а из клеток в трахеолы поступают углекислый газ и водяные пары.
Обмен воздуха в воздушных мешках и крупных трахеях происходит вследствие дыхательных движений брюшка пчелы. Пчела расширяет и сжимает брюшко. Число и глубина дыхательных движений зависят от состояния пчелы. Спокойно сидящая пчела совершает около 40 дыхательных движений в минуту, а после длительного полета до 120-150 дыхательных движений.
Использование кислорода воздуха у пчел сильно отличается от его использования у высших животных. Пчелы могут без заметного вреда жить в воздухе, содержащем до 5% кислорода и до 9% углекислого газа (чистый воздух содержит 21% кислорода и 0,02% углекислого газа). Высшие животные в таких условиях жить не могут. Следовательно, пчелы могут полнее использовать кислород воздуха, чем высшие животные.
Потребность пчел в кислороде зависит от температуры и их состояния. Возбужденные пчелы потребляют кислорода в 140 раз больше, чем спокойно сидящие на сотах. Пчелы могут очень экономно расходовать кислород в бездеятельном состоянии и быстро развивать огромную энергию, когда в этом возникает необходимость.