Вернер Фиг.
1. Введение.
Каждому пчеловоду должно быть известно по собственному опыту, что хорошее состояние и дальнейшее существование пчелиной семьи в значительной степени зависит от матки. Это понятно, если вспомнить, что изо всех самок в пчелиной семье только матка имеет хорошо развитые половые органы (рис.166) и после успешных спариваний способна откладывать оплодотворенные яйца из которых развивается женское потомство, то есть рабочие пчелы, а также ее дочери-матки. Только она в состоянии в период выращивания расплода производить исключительно большое и необходимое для естественного роста семьи число молодых рабочих пчел. Так как пчелиная матка при размножении передает потомству свою собственную наследственность, а также наследственную основу трутней, которые ее осемененили, то она одновременно определяет хорошие и плохие свойства своей семьи.
Рис. 166 - Воспроизводительные органы пчелиной матки (фото): aDr - щелочная железа; Gbl - ядовитый пузырь; Gdr - ядовитая железа; O - яичник; Ovi - яйцевод; S - семяприёмник (сперматека).
Учитывая эти обстоятельства, понятно, что, если матка имеет наследственный недостаток, физический ущерб или заболевает и по этим причинам не в состоянии полностью выполнять свою задачу или вообще лишена возможности это делать, от этого страдает и даже может погибнуть вся пчелиная семья. Теперь мы знаем, что многочисленным болезням и аномалиям бывают подвержены не только малоценные ущербные матки, но и матки, выведенные в благоприятных условиях из прекрасного племенного материала.
Речь идет об очень разнообразных инфекционных заболеваниях и нарушениях обмена веществ или уродствах, а также о наследственных аномалиях, которые проявляются только в потомстве. Многие из них разумеется, встречаются вкупе, что отрицательно влияет на яйценоскость матки или делает ее невозможной. Знание этих аномалий и желательно и необходимо как по научным, так и по практическим причинам. Только основательно зная болезни и аномалии пчелиной матки, можно с уверенностью решить виновата ли она в отставании в развитии или умирании семьи, или же причина кроется в чем-то другом. Поэтому как раз матководы должны быть особенно заинтересованы в ознакомлении с этой специальной областью патологии пчел и в дальнейшем развитии таких исследований. Ниже приводятся описания важнейших имеющих значение для практики болезней и аномалий матки, насколько мне удалось их изучить за время своей многолетней деятельности, в качестве сотрудника отдела пчеловодства Опытной станции по молочному животноводству и Либефельде под Берном (Швейцария).
2. Трутовочность.
Наиболее часто встречающееся нарушение нормальной плодовитости матки — трутовочность, то есть частичная и полная неспособность производить женское потомство. Она имеет различные причины (Фиг, 1947, 1963, 1968).
2.1. Неосемененность.
Молодые матки, по каким-либо причинам оставшиеся неосемененными, не могут оплодотворять свои яйца и поэтому, если и дают потомство, то исключительно в виде трутней. Такие матки сразу выдают себя тем, что они начинают откладывать яйца только через 3 - 5 недель, то есть с большим опозданием. Это связано с замедленным и часто с неправильным развитием их яичников; понятное явление, если вспомнить, что копуляция у многих насекомых заметно стимулирует рост женских зародышевых желез и яйценоскость.
Как показали наши наблюдения, развитие яичников совершенно подавляется более чем у трети неплодных, маток; поэтому они, не становясь трутовками, долго остаются бесплодными. В пчеловодных кругах отсутствие осемененности в большинстве случаев приписывают неблагоприятным погодным условиям или неспособности трутней к копуляции. Но следует знать, что для успешного спаривания решающую роль играют еще и другие факторы. Предпосылкой к этому во всяком случае служит то, чтобы вышедшая из маточника матка своевременно достигла половой зрелости. Процесс созревания, происходящий нормально в первые две недели жизни матки, и его внешние признаки, подробно описанные Ф.Руттнером (1964), по исследованиям Бидерманна (1964) в значительной степени зависят от деятельности определенных гормональных желез, особенно нейросекреторных клеток головного мозга матки. При этих условиях достаточно функционального нарушения этого выделяющего гормон органа, чтобы замедлить и даже прервать половое созревание. Но и рабочие пчелы, ухаживающие за молодой неплодной маткой, несут ответственность за успех ее спаривания. Как установил Хамман (1957), на их долю приходится важная задача заставить вышедшую матку своей постоянно вырастающей агрессивностью в поведении еще в первые дни совершать неизбежные ориентировочные облеты и вылетать на спаривание. Интересно, что этим занимаются не молодые, а большей частью старые пчелы. Если этих атак со стороны ухаживающих пчел не происходит, матки не вылетают на облеты и вследствие этого остаются неплодными (Хамман, 1957; Руттнер, 1964).
2.2. Недостаточное осеменение.
Как известно пчелиная матка получает при спаривании от трутней, как правило, столько сперматозоидов (5 - 6 миллионов) в свой семеприемник, что этого запаса хватает при очень активной яйценоскости для оплодотворения яиц в течение 4 - 5 лет. Но случается, что молодая матка во время этого процесса получает слишком мало семени; тогда ее запас спермы преждевременно исчерпывается. Техника подсчета сперматозоидов описана Макензеном и Ф.Руттнером (1957). Такую неправильно или недостаточно осемененную пчелиную матку распознают не только по медленной и нерегулярной откладке яиц, но и по недостаточному расширению ее расплодного гнезда и пробелам в нем. Через сравнительно короткое время она наряду с небольшим количеством пчелиного закладывает преимущественно трутневый расплод, то есть закладывает его в пчелиных ячейках, и вскоре совершенно прекращает яйцекладку. Конечно, ее как и неплодную матку надо как можно скорее заменить.
2.3. Трутовочность от старости.
Подобное поведение обнаруживает с увеличением возраста и хорошо осеменившаяся матка. После заметного спада яйценоскости, который проявляется часто уже на третий или в начале четвертого года жизни, она становится полностью трутовочной; ранее хорошо запечатанный ровный пчелиный расплод теперь в значительной степени перемежается горбатым расплодом. В пчеловодных кругах широко распространено мнение, что это обусловленное возрастом снижение яйценоскости и трутовочность вследствие старения объясняются прогрессирующим истощением яичников и уменьшением запасов семени. Но это не так. При исследовании большого числа четырех- и пятилетних маток, которых пчеловоды сменяли только в этом возрасте, мне удалось установить, что развитие яиц в их яичниках, хотя и замедлялось, но ни в коем случае не прекращалось. Если говорить о здоровых матках, то их семеприемники содержали также довольно много семени.
Рис. 167 - Скрученные в кольца сперматозоиды (микрофото).
Большинство спермиев, однако, не могли двигаться и многие свернулись в, так называемые, «кольца» (рис.167), то есть были явно повреждены. Пчелиная матка, хранящая в своем семеприемнике также сперматозоиды, оплодотворяет лишь частично или совсем не оплодотворяет яйца и поэтому становится частично или полностью трутовочной. Эта редко встречающаяся порча спермы может быть следствием дегенерации стенок семеприемника, состоящих из однослойного эпителия и крайне толстой трахейной оболочки (рис.168, А и В). Хотя хранящиеся в семеприемнике сперматозоиды находятся в состоянии покоя, обозначаемом как анабиоз, и поэтому, вероятно, обмен веществ у них сведен до минимума, данные электронно-микроскопических исследований Ф. Руттнера, Энбергса и Кристена (1971) свидетельствуют об активной транспортировке веществ через стенки семеприемника.
Согласно экспериментальным исследованиям Гудрун Кёнигер (1970) задачу снабжения спермий кислородом выполняет трахейная оболочка. Этого было бы, конечно, недостаточно, чтобы в течение многих лет поддерживать жизнь и способность к оплодотворению у инактивированных сперматозоидов в семеприемнике матки. По моим наблюдениям (Фиг, 1960), в клетках эпителия семеприемника (рис.168, В, Ер) и в семенном насосе, как и в других внутренних органах пчелиной матки по мере увеличения возраста откладывается содержащее углеводы белковое образование, так называемый амилоид в форме маленьких, часто агломерирующих телец (Amy). Происходит типичный процесс старения, который начинается уже на второй год жизни матки и постоянно прогрессирует. Такая амилоидная дегенерация эпителия семеприемника в конце концов обусловливает его перерождение.
2.4. Болезненная трутовочность.
Особого внимания заслуживает трутовочность вследствие заболеваний, так как при этом мы имеем дело с совершенно специфической и не зависящей от осеменения болезнью пчелиной матки (Фиг, 1963, 1964, 1968). Статистика показывает, что она наблюдается очень часто. Из 1261 трутовочной матки, которых нам удалось исследовать в 1947- 1963 годах, 443 (=35% ) были неплодными, 57 (=4,5% ) - недостаточно осемененными, 82 (=6,5%) - трутовочными вследствие старения и 591 (=47% ) - трутовочными из-за болезни. Остальные 88 (=7% ) маток стали трутовочными по другим или по неизвестным причинам.
Рис. 168 - А - поперечный срез семяприёмника со спермой (микрофото);
Рис. 168 - В - срез стенки нормального семяприёмника (рисунок);
Рис. 168 - С - амилоидные образования в стенке семяприёмника (рисунок); Amy - амилоидные тельца; Cu - кутикула; Ep - эпителий; К - клеточные ядра; Tr - трахеи.
При болезненной трутовочности отмечалось, что правильно осемененные пчелиные матки уже на первый или второй год жизни, то есть задолго до израсходования своих запасов семени, довольно неожиданно становились трутовочными. Внезапно они начинали откладывать в пчелиные ячейки неоплодотворенные яйца, причем в сотах возникала страшная мешанина из пчелиного и горбатого трутневого расплода. Наконец, последний становился настолько преобладающим, что это походило на яйцекладку отрутневевшей от старости или неплодной матки. Многие из таких маток затем совершенно прекращали яйцекладку. При исследовании их семеприемников обнаруживали очень много спермиев. Но у большинства из них отсутствовала типичная для здоровых маток направленность движений (рис.168, А) и они были многократно свернуты в «кольца» (рис.167).
Арнхарт (1929), который впервые описал эти аномалии, высказал мнение, что они могут быть следствием охлаждения, которое может происходить при внезапных похолоданиях как после зимовки, так и поздней осенью. Но такое объяснение причины болезненной трутовочности нельзя признать удовлетворительным, потому что она очень часто проявляется и в летние месяцы.
Осенью 1947 года наши гистологические исследования показали, что в действительности мы имеем здесь дело с заболеванием пчелиной матки, затрагивающим кроме семенного пузыря многие другие органы и, очевидно, вызываемого вирусом. Оно может также поражать маток незадолго до выхода их из маточников; что, по-видимому, в дальнейшем препятствует их спариванию с трутнями.
Ультрамикроскопический возбудитель болезней вызывает в пораженном им органе легко распознаваемые изменения, прежде всего очень характерные зернистые включения (рис.169). Поэтому теперь можно в каждом отдельном случае решить наверняка вызвана ли трутовочность болезнью или нет. Дегенерация сперматозоидов, вероятно, вторичный сопровождающий признак заболевания, являющийся следствием затруднения проникновения обменных веществ через поврежденную стенку семеприемника. Об инфекционной природе болезнетворной трутовочности говорят не только данные микроскопических исследований, но также известные практические наблюдения. Так оказалось, что болезнь особенно часто проявляется одновременно или поочередно на нескольких пасеках, и нередко в размещенных по - соседству семьях пчел. Усердным пчеловодам, заменившим заболевшую трутовочностью матку на здоровую через некоторое время приходится делать это еще раз, потому что и новая матка также заболевает. Способ передачи болезни пока еще неизвестен. Прежде всего мы не знаем, не принимают ли в этом какого-либо участия рабочие пчелы. Однако точно установлено, что порода пчел не имеет к этому никакого отношения, потому что болезнь, по крайней мере в Швейцарии, наблюдается у маток местной итальянской и краинской пород, а также у помесных.
Рис. 169 - Болезненная трутовочность: стенка семяприёмника с зернистыми включениями (рисунок); К - зернистое включение.
3. Нарушения осеменения.
При естественном спаривании сперматозоиды копулирующих трутней попадают не непосредственно в семеприемник матки (рис.166, стр.301), а сначала в ее влагалище и в яйцеводы (Яй), которые благодаря этому сильно раздуваются. Отсюда сперматозоиды перемещаются через тонкий семенной канал в семеприемник. Этот довольно сложный процесс экспериментально исследован и подробно описан Руттнером и Кёнигером (36). Поступающая масса спермы обычно так велика, что лишь небольшая ее часть умещается в семеприемнике. Иногда избыточное количество спермы задерживается в женских половых путях и образует твердые пробки (рис.170), которые долго препятствуют яйцекладке. Закупорка может достигать очень различной степени (Фиг, 1963, 1968). Таких маток нередко распознают по сильно раздутой задней части брюшка и по закупоренной камере жала, из которой часто в течение многих дней высовывается остаток знака осеменения - шлейфа.
Рис. 170 - Патология осеменения; снимок situ (фото).
При обследовании воспроизводительных органов подобных маток в их семеприемниках обнаруживают нормальные подвижные сперматозоиды, а в яйцеводах и в половой щели наряду с аномальными происходящими от трутней слизистыми массами лишь явно поврежденные и большей частью свернувшиеся в кольца сперматозоиды. Возможно, что эти коагулирующие массы слизи, которые у нормально осеменявшихся маток обычно отсутствуют, вызывают повреждение сперматозоидов и являются таким образом причиной невозможности осеменения. Практикам полезно знать, что такие аномалии осеменения могут возникать на отдельных пасеках и пунктах осеменения и часто проявляются одновременно у маток - сестер. В связи с этим возникает вопрос, не происходит ли это вследствие половой дисгармонии между половыми партнерами. Решить этот вопрос могут только дальнейшие исследования.
4. Болезни органов воспроизводства.
Вполне очевидно, что все болезни, которые поражают половые органы пчелиной матки, очень отрицательно влияют на яйцекладку, Это относится не только к различным инфекционным заболеваниям, но также к известным нарушениям обмена веществ, приводящим к дегенерации яичников. К первой группе принадлежит, например паразитарное заболевание - Н-меланоз (Фиг, 1934, 1963, 1964, 1968), которое вызывается дрожжеподобным микроорганизмом. Возбудитель проникает, вероятно извне через половое отверстие в воспроизводительные органы и образует в яйцеводах и яичниках очень типичные, узелковые очаги инфекции коричнево-черной или черной окраски (рис.171, n1, n2). Заболевшие молодые и более старые матки вскоре прекращают яйцекладку и становятся бесплодными. Тот же паразит иногда повреждает ядовитый пузырь и ядовитую железу. Возникающие в этих органах узелковые очаги болезни иногда настолько велики и тверды, что, сдавливая яйцеводы, затрудняют или делают совершенно невозможной откладку яиц.
Рис. 171 - H-меланоз; яичник поражённый очагами инфекции (рисунок); ef - верхняя часть яичников; ova - яйцевые трубочки; ovi - яйцевод; n1, n2 - меланозные очаги инфекции.
Похожее и столь же часто встречающееся инфекционное заболевание В-меланоз (Фиг, 1963, 1968) поражает преимущественно молодых пчелиных маток. Его вызывают жгутиковая бактерия из рода Коли, которая образует в яичниках тоже черные, но другого рода очаги инфекции. Болезнь проявляется часто сразу же после осеменения, или вскоре после начала яйцекладки. Меланозы иногда вспыхивают серийно после искусственного осеменения маток, если не выдерживать правил строгой стерильности (Ф. Руттнер, 1975).
Рис. 172 - Оваратрофия: срез (фото).
Другое, совсем не такое уж редкое заболевание органов воспроизводства - оваратрофия (Фиг, 1963, 1968), поражающая молодых и более старых, и главным образом, высоко яйценоских пчелиных маток. Для этого сужения яйцеводов характерно, что зародышевые, яйцевые и питательные клетки в яйцевых трубочках подвергаются очень быстро прогрессирующей дегенерации, причем продукты распада как-то ресорбируются. В конечной стадии болезни (рис.172) яйцевые трубочки не содержат ни зрелых, ни развивающихся стадий яиц и кажутся, поэтому, совершенно опустошенными. Не говоря об уменьшении яичников, для оваратрофии очень типичны два сопутствующих явления, а именно сильное распухание или гиперотрофия тканей жирового тела и заметное уменьшение количества гемолимфы. Оба явления, возможно, связаны с тем, что имеющиеся в яйцах и в их питательных клетках вещества после разложения содержимого яйцевых трубочек попадают в гемолимфу а затем в клетки жирового тела. Причина этой своеобразной болезни пчелиных маток еще неизвестна. Проведенные до сих пор исследования показали, что она не вызывается бактериями, потому что в гемолимфе и в дегенерированных яичниках пока не удалюсь обнаружить никаких микробов. При дальнейшем изучении этой болезни следует обратить внимание, что причиной здесь может быть также вирусная инфекция или внутрисекреторное нарушение обмена веществ.
5. Заболевания пищеварительной системы.
5.1. Нозематоз.
Наиболее частое заболевание пищеварительной системы пчелиной матки - нозематоз, как известно вызывается спорообразующим возбудителем (Nosema apis Zander). Если опоры этого паразита попадают с пищей в пищеварительный канал матки, они прорастают в просвете функционирующей как желудок средней кишки. Амебоидные зародыши проникают затем в эпителий, то есть в клетки слизистой оболочки средней кишки, где через несколько дней начинают усиленно размножаться и наконец снова образуют споры (рис.173). При постоянно происходящем обновлении слизистой оболочки средней кишки эпителиальные клетки, заполненные спорами ноземы, выталкиваются в просвет пищеварительного тракта. Вместе с непереваримыми остатками пищи они через тонкую кишку проникают в толстую кишку и с экскрементами выделяются внутри улья. Каждая больная нозематозом матка, поэтому, служит источником заражения для своей семьи до тех пор пока сама не погибнет от болезни. Хотя паразит ноземы поражает только среднюю кишку инфекция вследствие нарушения обмена веществ отрицательно влияет и на другие органы. Прежде всего, это относится к яичникам, которые за короткий срок так дегенерируют, что матки становятся бесплодными (Фиг, 1945, Хассанейн, 1951).
Рис. 173 - Нозематозная кишка, срез (микрофото).
Несмотря на то, что пчелиная матка так же чувствительна к нозематозу, как и рабочие пчелы, это не значит, что в каждой пораженной этой болезнью семье, она обязательно также заболевает. Из 310 маток, происходящих из таких пчелиных семей, которые автор исследовал в течение нескольких лет, только 127, или 41% , были поражены нозематозом, остальные 183, или 59%, были здоровы. Заметно сильнее поражаются матки в пчелиных семьях, зараженных одновременно паразитом ноземы и мальпигиевой амебой. Из 164 пчелиных маток из подобных семей здоровыми оказались толыко 38%, а 62% были больны нозематозом. Повышенная опасность заражения состоит и в том, что мальпигиевая амеба вызывая интенсивный понос, очень сильно способствует распространению нозематоза в семье.
5.2. Каловые камни (энтеролиты).
Другие заболевания могут также оказывать неблагоприятное воздействие на яйценоскость пчелиной матки. Это касается, например, болезнетворного образования камней или энтеролитов в толстой кишке (Фиг, 1960, 1963, 1968). Эти твердые, круглые или яйцевидные образования (рис.174, Е) от охряно-желтой до коричнево-черной окраски возникают в различном числе в эпителии толстой кишки и часто достигают значительной величины. Энтеролиты имеют концентрическую слоистость и радиальную структуру, которая свойственна многим желчным камням, образующимся в желчном пузыре человека. Как показали химические исследования, камни в задней кишке пчелиной матки состоят главным образом из мочевой кислоты. По видимому, они обязаны своим образованием нарушению обмена веществ.
Рис. 174 - Фекальные камни в толстой кишке (рисунок): А-анальное отверстие; Dd-тонкая кишка; Е-фекальные камни; Rp-ректальные папиллы.
Энтеролиты почти всегда способствуют застою экскрементов, что приводит к сильному расширению толстой кишки. Уже вследствие этого яйцекладка может быть затруднена. Кроме того, более крупные каловые камни могут так сильно давить на расположенные под задней кишкой половые пути что матка оказывается не в состоянии откладывать яйца.
6. Клещевые заболевания.
К известнейшим заразным заболеваниям медоносной пчелы принадлежат клещевые заболевания, которые вызывает клещ Acarapis woodi. Этот паразит нападает также на матку. Заражение происходит через оплодотворенных и способных к размножению самок клеща, которые через стигмы проникают в большие трахеи переднегруди насекомого - хозяина, чтобы питаться здесь гемолимфой пчелы и размножаться. Как матка, так и рабочие пчелы могут по данным Моргенталера (1933, 1968) заражаться только в первые дни жизни. Позже они становятся устойчивыми к клещевой инфекции. Такая возрастная устойчивость может быть причиной, почему старые матки даже в сильно пораженных клещом семьях в большинстве случаев остаются здоровыми. Пчелиные матки, инфицированные уже вскоре после выхода из маточников не погибают от болезни и становятся постоянным и опасным источником заражения своей семьи.
7. Аномалии и уродства.
Как и у всех живых существ, у пчелиных маток и их потомства отмечаются очень различные отклонения от нормы, которые соответственно их меньшему или большему размеру обозначают как аномалии или уродства. Эти аномалии могут быть обусловлены наследственностью или 'внешней средой. Большей частью крайне трудно решить, лежит ли в их основе изменение наследственности или они возникли под влиянием внешних условий. Ответ на это часто могут дать только систематические опыты по разведению или основательные анатомические исследования. Хотя многие аномалии и уродства не имеют значения для пчеловодной практики, они все же заслуживают внимания, потому что их исследование значительно способствует нашему познанию внешних и внутренних условий нормального развития и процесса наследования у медоносной пчелы. В этом должны быть заинтересованы не только ученые, но и пчеловоды. По этой причине здесь будут кратко описаны некоторые из этих аномалий.
Сначала следует упомянуть о карликовых матках, которые иногда выводятся в безвзяточные периоды и едва достигают величины рабочей пчелы. Но их ни в коем случае нельзя смешивать с «матками-трутовками», потому что, не говоря об их малой величине, по строению своего тела они заметно не отклоняются от нормальных маток. Их воспроизводительные органы, однако, так малы, что, как правило, такие матки не осеменяются и остаются бесплодными. Хотя карликовый рост у многих животных и у человека может быть обусловлен наследственными или внутрисекреторными нарушениями, у таких маток он скорее вызывается недостаточным питанием в личиночной стадии. Эти карликовые матки, которых их семьи не только не устраняют, но ухаживают за ними, как за настоящими маткам; и похожи на переходные формы между маткой и рабочей пчелой, описанные в научных статьях Бекера (1925), Рейна (1933), Комарова (1935), Гонтарского (1936, 1941) и Вагта (1955).
В зависимости от возраста личинок, используемых для вывода, из них получаются самки, в строении тела которых обнаруживаются все переходы от типичной матки с хорошо развитыми половыми органами до специализированных для внутриульевых и полевых работ, но бесполых рабочих пчел. Физически полноценные пчелиные матки развиваются, как известно, лишь из свежевылупившихся или однодневных женских личинок, которые либо с самого начала, либо с очень раннего периода получали корм в маточниках.
Нередко карликовые матки получаются в магазинах, где пчелы выводят их из старых личинок. Их незаметное присутствие может быть причиной упорного неприятия семьей подсаживаемой матки.
Изуродованные крылья. Было бы неправильным считать, что нормальное развитие матки зависит только от питания. Большое влияние на него оказывают также и другие условия внешней среды. Это особенно относится к температуре, влажности воздуха и снабжению кислородом (Фиг, 1958, 1959). Из маточников с куколками, подвергавшихся иногда охлаждениям, нередко выходят матки с изуродованными крыльями (рис.175). Подобное недоразвитие крыльев, которое может встречаться у маток, рабочих пчел и трутней имеет в основе по Хачинохе и Ониши (1958, 1959) изменение наследственной основы, то есть мутацию («уродство крыльев»). Так как такие пчелиные матки не способы к полетам и поэтому в естественных условиях не осеменяются, лишь при помощи искусственного осеменения можно узнать, происходит ли недоразвитие из-за наследственных или внешних факторов.
Рис. 175 - Пчелиная матка с уродливыми крыльями.
Не только крылья и остальные придатки тела, но также и различные внутренние органы могут обнаруживать нарушения развития. Это доказывают два примера, касающиеся органов воспроизводства (Фиг, 1963, 1964, 1968). В личиночной и первоначальной куколочной стадии яичники и половые пути пчелиной матки сначала развиваются независимо друг от друга. Тогда как маленькие выпуклые яичники лежат под члеником (восьмого сегмента тела), влагалище и яйцеводы образуются из парного находящегося на брюшной стороне десятого сегмента кожного утолщения внутрь тела и, как правило, соединяются с яичниками только на третий день стадии куколки. По неизвестным причинам случается, что яйцеводы прекращают свой рост, не достигнув яичников рис.176). Между закрытыми наглухо сзади яичниками (Ov, Ovb) и обоими яйцеводами (Ovi), которые более или менее выступают рядом с семеприемником, тогда не происходит никакого соединения. При этих условиях, конечно, яйцекладка невозможна. Как мне удалось установить во многих случаях, такие дефекты яйцеводов совершенно исключают успешное осеменение.
Рис. 176 - Недоразвитые яйцеводы (рисунок): aD-щелочная железа; Bm-брюшная нервная цепочка; Gbl-ядовитый пузырь; Gdr-ядовитая железа; Ov-яичник; Obb-полость яичника; Ovi-яйцевод; Rs-семяприёмник; St-жало; Sta-жалящий аппарат.
Затормаживание развития яичников наблюдается значительно реже; на рис.177 показан один из таких случаев. Речь идет о молодой совершенно нормально сложенной, но бесплодной карликовой матке, у которой оба яичника (Ov) находятся в рудиментарном состоянии, а яйцеводы (Ov,), вагина (Vag) и семенной пузырь (Rs) с относящимися к ним железами (rd) очень хорошо развиты. Для науки особенно интересно, что, несмотря на это, пчелиная матка нормально осеменялась. Таким образом подтверждается давно известная у насекомых независимость половых признаков и сексуального инстинкта от функции зародышевых желез.
Рис. 177 - Гипоплазия яичников (рисунок): Bcp-совокупительный карман; G-половая щель; Ov-яичник; Ovi-яйцевод; rd-железа семяприёмника; Rs-семяприёмник; Vag-вагина.
К отклонениям в развитии встречающимся у пчелиных маток и их потомства, относятся также гермафродиты или гинандроморфы, которые в своем внешнем и внутреннем строении обнаруживают мужские и женские признаки строения тела, существующие наряду одни с другими или в мозаичном смещении. Эти пчелиные гермафродиты, развивающиеся из оплодотворенных яиц, по понятным причинам, живо интересуют ученых, и поэтому в теориях об их возникновении нет недостатка. В рамках предлагаемого сообщения мы зашли бы слишком далеко, если бы занялись подробнее разбором различных опытов. Здесь достаточно лишь указать, что Ани Веттс в 1923 году впервые описала матку-гермафродита, правая половина тела которой имела мужские, а левая - женское строение.
В июле 1941 года отдел пчеловодства в Либефельде получил из кантона Тессин матку, которая жила затем в течение двух лет в семье в наблюдательном улье и давала многочисленных и очень разнообразных гермафродитов. В одной из серий вывода маточных личинок из яиц этой матки, очевидно, была личинка с двойственной наследственной основой, которая развилась в почти зрелую для выхода из маточника гинандроморфную матку. Эта матка - гермафродит (рис.178) имела голову трутня, а брюшко - с хорошо сформированными женскими половыми органами. Основательное анатомическое исследование показало, однако, что в действительности здесь мы имели дело не с трансверзальным, а с мозаичным гермафродитам.
Рис. 178 - Матка гермафродит (фото).
Если бы это анормальное пчелиное существо вывелось и оказалось жизнеспособным, то мы получили бы редкую возможность изучать у медоносной пчелы сексуальное поведение матки-гермафродита.
Рис. 179 - Голова пчелы-циклопа (фото Лейенбергера).
В качестве дальнейшей аномалии упомянем циклопию (рис.179), для которой характерно, что оба боковых фасеточных глаза более или менее сближены один с другим, а в типичных случаях сливаются в один единственный серповидный или полумесяцевидный глаз на лбу. Эти нарушения в развитии до сих пор наблюдались преимущественно у рабочих пчел и трутней, и лишь изредка у маток (Лотмар, 1936; Гофман и Кёлер, 1953; Ф.Руттнер, 1968). Как показали наблюдения Лотмар анормально смогут развиваться не только глаза, но и головной мозг, и брюшко, а также другие внутренние органы. Хотя многое говорит в пользу генетических причин циклопии, следует учитывать, что эти аномалии у высших животных могут быть обусловлены внешними факторами, например, недостатком кислорода во время развития (Мангольд и Вэхтер, 1953).
Рис. 180 - Трутень с белыми глазами (фото Лейенбергера).
В пчеловодных кругах лучше известно другое отклонение от нормы, а именно трутни с белыми глазами (рис.180). При этом речь идет о мутации, которая препятствует нормальной окраске точечных и фасеточных глаз. Так как пигментообразование в этих органах зависит от многих наследственных основ (Кюн, 1965), возникает возможность появления очень различных глазных мутантов. Как и у других насекомых, у медоносной пчелы кроме белоглазных известны также особи с кремовыми, желтовато-зелеными, красноватыми и коричнево-красными глазами. В последние десятилетия кроме того обнаружились новые мутации, относящиеся к другим физическим признакам. Обобщение этих обусловленных наследственностью аномалий сделано Ф.Руттнером (1971).
В этой связи стоит упомянуть, что имеются молодые, осеменившиеся матки, откладывающие преимущественно или исключительно, так называемые, «глухие» или стерильные яйца, из которых либо совсем не вылупляются, либо вылупляются лишь единичные личинки. Более новые исследования (Фиг, 1972) показали, что развитие зародышей во всех этих яйцах начинается нормально, но рано или поздно прекращается. Вина за неполное развитие яиц, как доказано, лежит не на пчелах-кормилицах, а очень вероятно, что это также обусловлено наследственностью. Это, как полагают, относится и к другим аномалиям пчелиного расплода, которые Андерсон (1914) и Тар (1937) описали, как «замерший расплод». Здесь расплод отмирает только на стадии распрямившейся личинки или куколки.
8. Частота появления различных аномалий и болезней пчелиных маток.
Читателя может интересовать, насколько часто в процентном соотношении проявляются различные аномалии и болезни пчелиной матки. Помещенная ниже таблица дает суммарное заключение по этому вопросу; оно опирается на 3921 данных, полученных мною при анатомических и микроскопических исследованиях 3415 анормальных маток, которых в течение нескольких лет присылали в отдел пчеловодства в Либефельде швейцарские и некоторые иностранные пчеловоды.
Если в этой таблице численно значительно больше данных, чем исследованных маток, то это объясняется тем, что у некоторых особей удалось обнаружить по две и более аномалии или болезни. Как показывает этот обзор, трутовочность можно считать важнейшим нарушением нормальной воспроизводительной деятельности пчелиной матки. Относительно часты также заболевания пищеварительного тракта и половых органов. Во всяком случае они играют более значительную роль, чем внутренние аномалии, при которых дело идет об интересных для науки, но не имеющих значения для практики нарушениях развития. Но было бы неверно, не уделять им, а также всем остальным болезненным явлениям и аномалиям никакого внимания, потому что только всеобъемлющее и основательное знание всех причин заболеваний и аномалий дает возможность поставить правильный диагноз. Пчеловоды могут внести в это большой вклад, если они не просто устраняют больных и анормальных маток, а по возможности живыми предоставляют их в распоряжение ученых специалистов для исследования.
9. Методы исследования.
Для лабораторий, которые хотят заниматься изучением пчелиных маток, полезно дать некоторые указания.
9.1. Посылать живых пчелиных маток
с 10 - 20 сопровождающими пчелами лучше всего в подсадочных клеточках, обычных для пчеловодной практики. В качестве корма годится только медово-сахарное тесто, но не жидкий мед, потому что во время пути, пчелы могут так выпачкаться в нем, что матка вместе с ними погибает. Присланных мертвыми маток можно в большинстве случаев исследовать только в отношении осеменения и поражений нозематозом или клещами, так как посмертное разложение внутренних органов особенно в теплое время года происходит так быстро, что более подробные исследования невозможны.
9.2. Вспомогательные средства для анатомического исследования.
Живых пчелиных маток перед анатомическим исследованием глубоко 'наркотизируют парами этилового эфира, т.е. практически умерщвляют. В качестве сосуда для наркоза пригодны небольшие стеклянные баночки с кусочком ваты внутри; последнюю накрывают тонкой проволочной сеточкой и капают на нее эфиром.
Для вскрытия требуется или, во всяком случае, желательно иметь:
Бинокулярный препаровальный микроскоп с 10—20-кратным увеличением с соответствующим препаровальным столиком и подвижным сильным осветителем (например, низковольтовой лампой с трансформатором и отражателем).
Препаровальные чашки: чашки Петри диаметром 9см, которые наполовину высоты залиты смесью воска с парафином.
Инструменты для вскрытия: тонкие ножницы, скальпели, ланцеты и тонкие ножички, используемые при глазных операциях; острые пинцеты часовщика (например, фирмы Думон и сыновья, № 5); препаровальные иглы с прямыми и загнутыми концами; энтомологические булавки различной длины и толщины.
Жидкости для исследования: 0,65%-ный физиологический раствор поваренной соли или ригеровский раствор для насекомых (состав: NC1 - 0,75 г, КС1 - 0,35 г, СаС12 - 0,0021 г, дистиллированная вода 100 см3),
9.3. Анатомическое исследование.
Для установления возможных внешних аномалий пчелиных маток сначала тщательно осматривают дорзально (сверху) и вентрально (снизу) и при небольшом увеличении; только потом их расчленяют.
Для вскрытия матку фиксируют брюшной стороной вниз при помощи двух энтомологических булавок в препаровальной чашке. Сначала булавкой (рис.181, № 1) протыкают грудь. Затем вводят вторую булавку сзади в камеру жала и закрепляют последний абдоминальный стернит, слегка вытягивая брюшко на ложе.
Рис. 181 - Проведение разрезов при препарировании матки; J-разрез для вскрытия торакса при инъецировании живой матки; №1, №2 - фиксирующие булавки; S1, S2, S3 - разрез для вскрытия брюшка, соответственно капсулы головы.
Вскрытие брюшка производят, делая два разреза ножницами. Первый разрез (S1) идет от камеры жала с левой стороны тела между тергитами и стернитами до переднего брюшного сегмента, тергит которого отделяется вторым разрезом (S2) слева направо. Абдоминальный спинной покров затем целиком отводится пинцетом направо и закрепляется на парафиновой подушке несколькими энтомологическими булавками. Таким простым способом можно обнажить все органы брюшка в их естественном положении. Это удается гораздо лучше, чем если вскрытие производится с брюшной стороны. Дальнейшее препарирование значительно облегчается добавлением физиологического раствора поваренной соли или раствора Рингера.
Для обнажения органов головы, особенно мозга, при помощи поперечного среза удаляют часть головного хитина позади простых глазков и затем лобную часть головной капсулы до клипеуса, причем твердые относящиеся к внутреннему скелету передние руки тенториума нужно отделять очень осторожно.
В груди в первую очередь исследуют крупные выходящие из первой сегментной пары трахеи, прежде всего тогда, когда пчелиная матка больна или подозревается больной клещевой болезнью. После удаления головы и эпистернума эти трахеи легко обнажаются и отпрепаровываются для микроскопического исследования.
9.4. Гистологическое исследование.
Если необходимо приготовить гистологические препараты внутренних органов пчелиных маток, их приходится фиксировать в совсем свежем (живом) состоянии. Рекомендуется эту фиксацию органов производить после сливания применявшейся при исследовании жидкости в препаровальной чашке in situ, то есть в их естественном положении. Приблизительно через 30 минут объекты освобождают от парафиновой подушки и целиком перекладывают в наполненный такой же фиксирующей жидкостью небольшой стеклянный сосуд, дно которого предварительно было уложено фильтровальной бумагой. Дальнейшее препарирование, особенно удаление хитиновых частей, лучше производить только тогда, когда объекты основательно промыты после фиксирования в 70 - 95% спирте. Обилие в органах заполненных воздухом трахей приводит к тому, что водные фиксирующие жидкости проникают в них значительно хуже, чем содержащие алкоголь смеси. Этот недостаток можно преодолеть, производя фиксацию в эксикаторе с боковым тубусом и краном при очень осторожной эвакуации.
В качестве фиксирующих жидкостей, исходя из опыта автора, рекомендуются следующие:
Гейденхайнская Susa-смесь.
Состав: сублимата 4,5 г, поваренной соли 0,5 г, дистиллированной воды 80 куб. см., трихлоруксусной кислоты 2,0 г, ледяной уксусной кислоты 4,0 куб. см, формалина 20 куб. см. Продолжительность фиксации от одного до нескольких часов, затем непосредственное перенесение в 90%-ный этиловый спирт, десублимация в спиртовом растворе йодистого калия 2:3 : 100.
Смесь Буэна.
Состав : насыщенный водный раствор пикриновой кислоты 15 куб. см, 10%-ный формалин 5 куб. см, ледяная уксусная кислота 1 куб. см, продолжительность фиксации 2 - 3 часа, затем основательное промывание в 70% этиловом спирте.
Смесь Карноу.
Состав: чистый этиловый спирт 60 куб. см, хлороформ 30 куб. см, ледяная уксусная кислота 10 куб. см. Продолжительность фиксации 1- 3 часа, затем положить прямо в 95 % или абсолютный этиловый спирт. При слишком долгом фиксировании объекты легко затвердевают и становятся хрупкими.
Смесь Леовена.
Состав: 1% пикриновая кислота в абсолютном этиловом спирте 12 частей, 40% формалин 2 части, хлороформ 2 части, ледяная кислота 1 часть. Продолжительность фиксации 6 - 12 часов, затем промывание в 70 - 90% спирте.
Смеси Карноу и ван Леовена особенно пригодны для исследований гликогена.
Заливка фиксированных спиртам повышающейся концентрации, полностью обезвоженных объектов лучше всего удается через метилбензолат или бензол, в парафине (точка плавления примерно 55 - 58°С).
Выбор способа окраски зависит от того, что требуется представить или доказать. Для обзорных препаратов применяют двойное окрашивание ледяными гематоксилином Вейгерта и эозином или флоксином, а также азокарминным методом Гейденхайна.
Для выборочного выявления характерных для болезненной трутовочности маток зернистых включений наиболее пригодна, окраска по способу Манна метиленовой синью и эозином. Освобожденные от парафина в ксилоле и проведенные через спиртовые растворы уменьшающейся концентрации в дистиллированную воду срезы выдерживают в течение часа в следующей красящей смеси:
-1% водный раствор метиленовой сини 35 куб.см
-1% водный раствор эозина 35 куб.см
-дистиллированная вода 100 куб.см
Срезы затем хорошо прополаскивают в дистиллированной воде, ненадолго перекладывают в 70-95% спирт и обычным способом через абсолютный спирт и ксилол заключают в канадский бальзам. Специфические зернистые включения окрашиваются в ярко-красный, ткани - в синий цвета. Если речь идет о том, чтобы в мазках или срезах ткани были отчетливо и контрастно видны бактериальные или грибковые возбудители болезни, то достигнуть этого проще всего модифицированным способом окраски по Клаудиусу. Он основан на принципе метода Грама и применяется для высушенных на воздухе фиксированных на пламени мазков или для освобожденных от парафина срезов ткани, проведенных через ряд спиртовых растворов уменьшающейся концентрации в дистиллированную воду, следующим образом:
1) окраска в отфильтрованном, 1% водном растворе метилфиолета 63: 2 - 5 минут. 2) краткое прополаскивание в дистиллированной воде, очень осторожная просушка тонкой фильтровальной бумагой;
3) травление в смеси из 8 частей полунасыщенной водной пикриновой кислоты и 2 частей 1% водного раствора истинно красного Дуро (Duroechtrot) 2 - 3 минуты;
4) быстрое промывание дистиллированной водой, снова обсушивание фильтровальной бумагой;
5) дифференциация в хлороформе, анилиновом масле, или в одной из следующих смесей: абсолютный этиловый спирт - хлороформ 1:1; абсолютный этиловый спирт - анилиновое масло 2 : 1 или 3:1, абсолютный этиловый спирт - ацетон 2:1. Дифференциацию производят до тех пор, пока препарат на просвет не окажется равномерно красной окраски;
6) помещение препарата в ксилол (2 - 3 порции) и, наконец, в канадский бальзам.
Грам-положительные микробы окрашиваются в ярко синий до иссиня-черного цвета, а ткани - в различной интенсивности красный. Вместо метилфиолета можно применять карбофуксин. Для травления в этом случае используют смесь из 8 частей полунасыщенной пикриновой кислоты и 2 частей 1% водного раствора синей краски для шерсти или воднорастворимого анилинового синего. Микробы тогда становятся интенсивно красными, ткани — голубыми. Такие препараты используются преимущественно для микрофотографирования и отличаются большой устойчивостью.
9.5. Взятие крови.
Для взятия пробы крови с помощью тончайших стеклянных капилляров на теле матки пригодны две точки, а именно, затылочная часть головы позади простых глазков и в брюшке - через межсегментную оболочку между третьим и четвертым стернитами. Головная капсула после раздвигания волосков и смачивания спиртом открывается при помощи поперечного разреза ножницами или маленьким ланцетом. Для приготовления мазков гемолимфы не нужно отсасывать скапливающуюся в ранке кровь, так как она сама втягивается в капилляры. Затем можно выдуть ее на предметное стекло, предварительно основательно очищенное и обезжиренное смесью эфира со спиртов и размазать тонким слоем краем чистого покровного стеклышка. При введении стеклянного капилляра между приподнятыми пинцетом брюшными чешуйками необходимо следить за тем, чтобы он после прокалывания межсегментной оболочки проникал только в периневральный синус и не повреждал пищеварительный тракт.
Для фиксации высушенных на воздухе мазков крови пригоден абсолютный метиловый спирт (продолжительность фиксации 2—3 минуты). Мазки можно окрасить по методу Гимзы или смесью Манна — метиленовой синью с эозином. Для доказательства наличия бактериальных или грибковых микроорганизмов в крови хороший результат дает окрашивание по модифицированному методу Клаудиуса.
9.6. Метод прививки.
При исследовании инфекционных болезней пчелиной матки может быть желательно или необходимо ввести в гемолимфу здоровой матки возбудителей болезни, изолированных из поврежденных органов или выращенных с этой целью на питательных средах. Так как пчелы большей частью плохо переносят инъекции, рекомендуется метод прививки, разработанный автором, который дал хорошие результаты. Пчелиную матку, усыпленную парами эфира или углекислоты кладут брюшной частью вниз в препаровальную чашку и закрепляют на парафиновой подушке при помощи двух загнутых энтомологических булавок за шейную часть и позади груди. В качестве места инъекции пригоден панцырь среднегруди, который маленьким шабером очищается от опушения и осторожно смачивается спиртом. Под препарационным микроскопом наносят затем в панцыре глазным хирургическим ножом примерно трехмиллиметровую полукруглую рану, приподнимают острым пинцетом подрезанный так кусочек хитина и вводят инфекционный материал в ранку и вместе с тем в кровь. После опускания хитинового полукруга ранку закрывают хорошо удерживающимся, эластичным клеющим средством, например каучуковым молоком («Dartex»). Коллодий и мастика для этого не пригодны, потому что закрытые с их помощью раны после высыхания легко раскрываются. Привитую пчелиную матку после пробуждения от наркоза в подсадочной клеточке возвращают в ее семейку-воспитательницу.
1. Введение.
2. Трутовочность.
2.1. Неосеменённость.
2.2. Недостаточное осеменение.
2.3. Трутовочность от старости.
2.4. Болезненная трутовочность.
4. Болезни органов воспроизводства.
5. Заболевания пищеварительной системы.
5.1. Нозематоз.
5.2. Каловые камни (энтеролиты).
8. Частота появления различных аномалий и болезней пчелиных маток.
9. Методы исследования.
9.1. Посылать живых пчелиных маток.
9.2. Вспомогательные средства для анатомического исследования.
9.3. Анатомическое исследование.
9.4. Гистологическое исследование.
9.5. Взятие крови.
9.6. Метод прививки.
