Пчелиные Apidae как фактор стабилизации биоразнообразия и повышения урожайности сельскохозяйственных культур

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева

Кафедра зоологии

Пчелиные Apidae как фактор стабилизации биоразнообразия и повышения урожайности сельскохозяйственных культур

А.П. Тяпкина, к.б.н., доцент

Е.А. Фомина, студентка

Н.Н. Гранкин, д.с.-х.н., профессор

Аннотация

Происхождение и эволюция пчел неотделимы от внешнего вида высших цветковых растений в Юрский период истории Земли. Коэволюция пчел и высших цветущих растений привела к высокому биологическому совершенству партнеров и тесным взаимосвязям между ними. Загрязнение пчел цветущими растениями повышает продуктивность плодов, ягод и семян, обеспечивает фауна питания. Охрана генетического фонда пчел является важным фактором стабилизации биоразнообразия.

Ключевые слова: пчелиные, коэволюция, цветущие растения, стабилизация, биоразнообразие.

N.N. Grankin, A.P. Tyapkina, E.A. Fomina. Bees apidae as a stabilizing factor of biodiversity and increasing productivity of agricultural crops

Abstract: The origin and evolution of bees are inseparable from the appearance of higher flowering plants in the Jurassic period of the Earth's history. The co-evolution of bees and higher flowering plants led to a high level of biological perfection of partners and close inter relationships between them. Pollination by bees of flowering plants increases productivity of fruits, berries and seeds, provides fauna food supply. Protection of the genetic pool of bees is a significant factor of stabilization biodiversity

Keywords: bees, co-evolution, flowering plants, stabilization, biodiversity.

Происхождение пчелиных Apidae неотделимо от появления высших цветковых растений в Юрском периоде истории Земли, в поведении которых одновременно с появлением цветковых растений произошла эволюционная замена охотничьих повадок, и использование в качестве белковой пищи личинок насекомых на сбор цветочной пыльцы и нектара. [1,2]

Дифференциация пчелиных, их распространение, усложнение внутрисемейной структуры, совершенствование семейного образа жизни с одной стороны и эволюция цветковых растений по линии совершенствования энергоаккумулирющих и привлекающих насекомых свойств пыльцы и нектара происходили в тесном переплетении друг с другом. Главным же двигателем коэволюции пчел и энтомофильных растений до появления человека были, по-видимому, геотектонические и геоморфологические процессы земной коры как первооснова глобальной динамики на Земле. Судя по разнообразию пчелиных, укладывающихся по данным С.И. Малышева, 1963 [4], примерно 20 тыс. видов, 18 семейств и 700 родов степень их адаптивной радиации была исключительно высокой, а направления эволюции весьма разнообразными. В этом опять же решающую роль, по-видимому, играл эффект коэволюции.

Из 20 тыс. видов пчелиных около 600 видов относится к социальным и полусоциальным. Подавляющее большинство остальных относятся к одиночным пчелам. По спектру посещаемых с целью сбора пыльцы и нектара видов одиночные пчелы подразделяются на монотрофных, предпочитающих в основном один вид цветковых растений, олиготрофных, посещающих разные виды в пределах одного семейства и политрофных, собирающих пыльцу и нектар с разных видов разных семейств. [4] В связи с узкой специализацией и приверженностью и ограниченному виду цветковых растений одиночные пчелы представляют исключительный хозяйственный интерес как опылители сельскохозяйственных культур люцерны, подсолнечника, клевера, эспарцета и многих других. [5, 6]

Исключительная ценность как опылителей сельскохозяйственных культур семейств губоцветных бобовых и других, цветки которых имеют глубокие венчики, представляют шмели. По эффективности опыления клевера красного им нет равных среди насекомых. Разработка методов разведения и содержания шмелей в искусственных условиях имеет исключительно важное хозяйственное и экологическое значение [7]

С ростом численности особей в семьях пчел углублялась их морфологическая и функциональная дифференциация, совершенствовались механизмы поиска, сбора пищи и ее переработки, хранение и потребление, система восковыделения и воскостроительства и т.д. При этом дифференциация особей и функций в семье пчел шла непрерывно и одновременно с процессом их интеграции, направленным на повышение целостности, выживаемости и способности к активному расселению.

На темпы эволюции семей в данном направлении, безусловно, огромное значение оказал эффект коэволюции цветковых растений, суть которого не только в выработке взаимовыгодных и приспособительных признаков партнеров, но и в развитии феномена взаимоускорения процессов. Несомненно, именно с этим эффектом связаны быстрые темпы эволюционного становления рода Apis. По мнению палеонтологов этот процесс проходит 29-30 лет назад, в третичном периоде и занял ок. 10 млн. лет. [3] морфологический генетический хозяйственный среднерусский пчела

Из 4 видов рода Apis самой мощной филогенетической ветвью оказалась обыкновенная медоносная пчела Apis mellifera L. По уровню совершенства семейной организации она значительно превосходит своих сородичей. Семьи медоносных пчел по сравнению с другими видами самые многочисленные. Степень внутрисемейной дифференциации по выполняемым функциям, по функциям рабочих особей всвязи с их возрастом достигла наивысшего уровня. Пчелиные семьи Apis mellifera L. Собирают самые большие запасы пыльцы и нектара. В районах обильных медосборов продуктивность пчелиных семей по меду нередко превышает 10 кг, а иногда 300 и более кг на одну пчелиную семью. У медоносных пчел в наибольшей степени выражены механизмы интеграции семьи в виде химических средств взаимодействия особей (маточное вещество, секрет железы Насонова, секрет межсегментных желез), высокосовершенных инстинктов заботы о потомстве, поддержание микроклиматических параметров на строго определенном уровне. По данным Е.К. Еськова и А.И. Торобцева степень изменчивости температуры вблизи заложенных пчелами маточников в гнездах составляла всего лишь 0,4-0,9% переменах условий среды, является могучим средством повышения его биоэкологического потенциала. [9]

В естественных биогеоценозах медоносные пчелы всвязи с их многочисленностью в семьях являются самыми активными опылителями дикорастущих энтомофильных растений и сельскохозяйственных культур. Многочисленные их подвиды, эволюционировавшие на своих ареалах с определенными комплексами цветковых растений, решающим образом определяет урожайность плодов, ягод и семян, служащих пищевым ресурсом для огромного числа видов животных-поедателей. В целом пчелиные служат основными индукторами и стабилизаторами биоразнообразия. Охрана их в составе биогеоценозов и научно обоснованное воспроизводство с рациональным использованием в сфере аграрного производства исключительно важны с экологической и экономической точек зрения.

На российской части ареала вида Apis mellifera L. самым распространенным из подвидов служит темная европейская лесная или европейская пчела. Современный ареал ее протянувшийся по Центральной лесной зоне с запада на восток на 7-8 тыс. км, а с севера на юг с 2-3 тыс. км уникален по размерам и разнообразию физико-географических медосборных условий. Разнообразие экологических факторов постледникового периода эволюции на столь обширном ареале привело подвид среднерусских пчел к подразделению на множество локальных популяций, различающихся по морфологическим и хозяйственно полезным признакам. Сравнительный анализ рабочих особей среднерусских пчел по морфологическим признакам. (табл. 1)

Таблица 1

Морфологические признаки рабочих особей среднерусских пчел разных популяций

Разнообразие размеров хоботка, кубитального индекса правого переднего крыла, третьего тергита брюшка и восковой железы на 3-м стерните показывают на высокую степень полиморфизма подвида Apis mellifera L.

Среднерусские пчелы, ареал которых проходит по северной границе ареала вида, служат стабилизатором биоразнообразия в зоне экстремальных зимних условий. Ни один из известных подвидов медоносных пчел, кроме среднерусских, не способен переживать столь длинные до 210 дней в году и суровые (до -50°С) зимние периоды без потерь особей в семьях и пчелиных семей на пасеках. Интенсивная летная и опылительная активность их рабочих особей обеспечивает полноценное опыление самых первых по срокам цветения видов (орешник, мать - и мачеха, ива, медуница, пролеска, гусиный лук и др.) и соответственно стабилизируют плотность популяций этих видов. [10]

Локальные популяции среднерусских пчел обладают разнообразной нормой реакции в отношении биологических и хозяйственно полезных признаков. (табл. 2)

Таблица 2

Биологические и хозяйственно-полезные признаки среднерусских пчелиных семей разных географических популяций

Судя по приведённым данным, пчелиные семьи разных популяций в идентичных условиях экспериментальной пасеки проявляли различную скорость роста массы, медособирательную и воскостроительную активность. Лидирующими по среднесуточной яйценоскости пчелиных маток оказались пчелиные семьи вологодской, татарской и орловской популяции. По скорости роста массы семей значительно опережали других красноярские, пермские, башкирские и мордовские пчелиные семьи. Наибольшую медособирательную активность на гречихе показали вологодские, татарские и орловские пчелы. Заметно более высокой воскостроительной активностью отмечались пчелиные семьи татарской популяции. Выявленное межпопуляционное разнообразие биологических и хозяйственно - полезных особенностей среднерусских пчелиных семей отражает определенную их наследственную обусловленность.

Ценные особенности подвида среднерусских пчел служит исключительно высокая медособирательная активность при благоприятных условиях медосбора с клена остролистного, малины, кипрея, липы, гречихи и других сильных медоносов.

Многолетний опыт использования среднерусских пчелиных семей на опылении гречихи в хозяйстве Малюс Сосковского района Орловской области свидетельствует о постоянном повышении ее урожайности под влиянием пчелоопыления в среднем на 55-91%.

Эволюционно выработанная активность фуражирования среднерусских пчел на обильных продуцентах пыльцы и нектара представляет с собой адаптивную реакцию заготовки кормовых запасов в условиях короткого летнего периода, характерного для ареала подвида. Проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы:

1. Коэволюция пчелиных Apidae и цветковых растений обеспечила партнерам высокие уровни биологического совершенства и биоэкологического потенциала.

2. Подвид среднерусских пчел Apis mellifera mellifera L. Обладает сложной популяционной структурой, повышенной медособирательной и воскостроительной активностью пчелиных семей в условиях северной границы ареала вида.

3. Охрана и рациональное использование генофонда медоносных пчел Российской части ареала служит важнейшим фактором стабилизации биоразнообразия и повышения урожайности энтомофильных сельскохозяйственных культур.

Библиографический список

1. Билаш Г.Д., Кривцов Н.И. Селекция пчел. - М.: ВО Агропромиздат, 1991.

2. Благовещенская Н.Н. Экология пчелиных и их охрана. - Ульяновск, 1989.

3. Гранкин Н.Н., Аверина С.Н., Гоминюк Л.Л. Европейские лесные пчелы Apis mellifera mellifera L. Как фактор стабилизации биоразнообразия Центральной лесной зоны России // Сб.ст. Всероссийской научной конференции с международным участием посвященной 135-летию со дня рождения профессора В.Н. Хитрово «Актуальность идей В.Н. Хитрово в исследовании биоразнообразия России». - Орел, 2014. - С. 177-121.

4. Гранкин Н.Н. Некоторые факторы структурообразования породы среднерусских пчел // Пчела и человек / Тезисы докладов Международной конференции. - Пермь, 1993. - С. 54-56.

5. Гребенников В.С. О путях экологической оптимизации агробиоценозов в западной Сибири / Сб. Биологические методы борьбы с вредными организмами. - Новосибирск, 1980.

6. Еськов Е.К. Микроклимат пчелиного улья. - М.: Колос, 1978.

7. Завадский К.М. Вид и видообразование. - Наука, Ленинградское отделение, 1968.

8. Малышев С.И. Перепончатокрылые, их происхождение и эволюция. - М.: Советская наука, 1959. - С 235-280.

9. Мариковская Т.П. Пчелиные - опылители сельскохозяйственных культур. - Алма-Ата: Наука, 1982.

10. Мельниченко А.Н. Охрана энтомофагов и опылителей // Пчеловодство. - 1980. - №4. - С.16-18.

References

1. Bilash G.D, Krivtsov N.I Selection of bees. - Moscow: VO Agropromizdat, 1991.

2. Blagoveshchenskaya N.N. Ecology of bees and their protection. - Ulyanovsk, 1989.

3. Grankin N.N, Averina S.N, Gominyuk L.L European Forest bees Apis mellifera mellifera L. as a stabilizing factor of biodiversity of the central forest zone of Russia // Sb.st. All-Russian scientific conference with international participation devoted to the 135th anniversary of the birth of Professor V.N. Khitrovo. "The urgency of ideas VN. Khitrovo in the study of biodiversity Russia". - Eagle, 2014. - P. 177-121.

4. Grankin N.N. Some factors of structuring of breed “the Central Russian bees” // Bee and a human/ Theses of reports of the International Conference. - Perm, 1993. - P. 54-56.

5. Grebennikov. V.S. about the ways of ecological optimization agrobiocenosis in western Siberia / Sat. Biological methods of controlling harmful organisms. - Novosibirsk, 1980.

6. Eskov E.K. The microclimate of the bee hive. - Moscow: Kolos, 1978.

7. Zavadsky K.M. Kind and speciation. - Science, LeningradDepartment, 1968.

8. Malyshev S.I. Hymenoptera, their origin and evolution.- Moscow: Soviet Science, 1959. - From 235 to 280

9. Marikovskaya, T.P Bee pollinators of agriculturalcultures. - Alma-Ata: Science, 1982.

10. Melnichenko. A.N. Protection ofentomophages and pollinators. Beekeeping. 1980. - №4. - P.16-18.

Размещено на allbest.ru