Все о ротовом аппарате пчелы

Медоносная пчела похожа на биологическую машину: каждая часть тела насекомого сконструирована и настроена самой природой для выполнения конкретных задач. Ротовой аппарат пчелы – не исключение.

В передней нижней части головы перепончатокрылого – целое предприятие, где есть самый настоящий «станок» для измельчения, труба для всасывания, устройство для слизывания, а также небольшая «химлаборатория», где нектар проходит предварительную ферментную обработку. Взглянем на это чудо-сооружение поближе.

Какой ротовой аппарат (РА) у медоносной пчелы

Ротовыми органами, или частями, у насекомых называют наружные (внешние) придатки на голове, предназначенные для добычи, обработки и приема пищи. Устройство зависит от типа питания.

Пчела медоносная относится к жалящим перепончатокрылым, которые питаются цветочным нектаром. Тип строения РА, который используется при таком способе питания: грызуще-сосуще-лижущий.

Структура

Непарная верхняя губа и парные верхние челюсти (жвалы) выглядят так же, как у насекомых с грызущими органами: с помощью расположенных по бокам головы мандибул крылатые жительницы улья придают форму частицам воска, грызут дерево и выносят из улья посторонние предметы.

Отличие состоит в структурных особенностях максилл и нижней губы: в ходе эволюции эти придатки превратились в длинный телескопический орган. Видоизмененная и сильно сдвинутая вперед губа вместе с нижними челюстями сформировала пчелиный хоботок – удлиненный гибкий орган с желобком и внутренними каналами.

Такие конструктивные решения позволяют полосатым насекомым проникать вглубь цветка растения-медоноса и добывать сладкий нектар. На поверхности РА расположены органы вкуса, благодаря которым пчела различает сладкое, соленое, горькое и кислое.

Система желез внутренней секреции

Возле ротового аппарата есть система специальных желёз, которые вырабатывают ферменты и секреты.

Возле мандибул расположена парная верхнечелюстная железа, проток которой открывается у основания верхних челюстей и выводится в передний отдел кишечника. Железа лучше развита у насекомых женского пола – рабочих особей и маток.

Орган продуцирует секрет, входящий в состав маточного молочка. Вещество используется для растворения воска. Верхнечелюстные железы пчеломаток вырабатывают феромоны.

Парная глоточная железа расположена в голове, а выводной проток открывается в глотку. Орган развит только у рабочих особей. Пик развития достигается к пятнадцатому дню жизни насекомого. В глоточных железах молодых особей выделяется секрет молочка, а у зрелых пчел продуцируется фермент, с помощью которого нектар превращается в мед.

С помощью выделений заднеголовной железы, проток которой открывается у основания нижней губы, смазывается хитиновый стержень хоботка.

У нижней губы открыт проток грудной железы, которая вырабатывает пищеварительные ферменты.

Мандибулярные железы выделяют вещества (гептанол-2) для отпугивания и введения в тревожное состояние естественных врагов насекомых.

Органы вкуса

Пчелы воспринимают вкус с помощью специальных рецепторных клеток, соединенных нервными волокнами с надглоточным узлом. Вкусовые рецепторы самой высокой восприимчивости размещены на ротовых придатках у основания языка. В этом секторе находятся две группы хитиновых трубочек, прикрытых приязычниками.

Еще один участок РА с высокой концентрацией вкусочувствительных клеток – глоточная пластинка возле протоков глоточных желёз. Воспринимающие вкус рецепторы также есть на верхней стороне максилл.

Принцип действия РА у пчелы

Ротовые органы пчелы расположены в нижней части головы. Насекомое пользуется аппаратом в разных ситуациях: сложная конструкция нужна для добычи и обработки корма, проведения строительных работ с воском и деревом, уборки улья, а также оценки вкуса нектара и других веществ.

Механическая обработка

Верхняя челюсть РА, которую также называют мандибулой, – парный орган, который используется в качестве режущего и защитного инструмента.

С помощью мандибул насекомые разгрызают кусочки воска, измельчают дерево (в ходе формирования летка), захватывают и выносят из улья мусор и посторонних насекомых.

Высасывание

С помощью сосущей части конструкции пчелы управляются с жидкой пищей: достают нектар из цветов, а также едят мед из сот.

Слизывание

Используя плоский придаток, расположенный на конце хоботка, пчела может слизывать питательную субстанцию с плоской поверхности. Такая конструктивная особенность помогает насекомому собирать пищу не только высасыванием – если глубина недостаточна, в ход идет лижущее устройство.

Оценка вкуса

С помощью вкусовых рецепторов, размещенных на ротовых придатках, пчела оценивает химический состав и вкус вещества.

Химическая обработка

С помощью особых ферментов, которые выделяются железами внутренней секреции, пчела предварительно обрабатывает нектар. Добытый цветочный сок пережевывается и расщепляется, изменяя исходный состав. Подготовленную субстанцию уже в улье принимают насекомые-приемщики, высасывая добычу из ротовой полости сборщицы.

Типы РА

У насекомых бывают разные типы ротовых органов: в зависимости от специфики задач и образа жизни базовая конфигурация видоизменяется и дополняется.

Тип РА является семантическим признаком уровня отряда.

Грызущий

Функция грызущей конструкции – измельчение и употребление нежидкой пищи. Грызущий аппарат состоит из внешних частей: верхней губы (ламбрума), верхних челюстей (мандибул), нижней губы (лабиума) и нижних челюстей (максилл). Сюда же относится подглоточник, или гипофаринкс.

В эволюционном отношении представляет собой основной, или первичный, вариант устройства РА, который удобен для измельчения пищи и подачи питательной субстанции в ротовую полость и пищевод. Рассмотрим, как реализована базовая структура у медоносных пчел.

Ламбрум

Ламбрум – это латинизированное название верхней губы. У пчел верхняя губа прикрывает рот и выглядит как узкая полоска из хитина, прикрепленная основанием к нижней передней части головы.

Мандибулы

Мандибулы (жвалы) – это верхние челюсти, расположенные по бокам нижней части головы. Парные органы выглядят как цельные хитиновые пластины – зауженные в средней части и расширенные ближе к внешним краям.

Двигаются за счет мышц, прикрепленных к хитиновым балкам, идущим от передней части головы к задней. Нужны для разворачивания и сворачивания хоботка, а также проведения механических действий – разгрызания и измельчения (воска, дерева).

Максиллы и лабиум

Максиллами называют нижние челюсти, а лабиум – это нижняя челюсть ротового аппарата насекомых, образованная срастанием второй пары нижних челюстей. У пчел нет четко выраженных нижних парных и непарных частей.

В связи с особенностями питания, максиллы и нижняя губа (лабиум) преобразовались и функционируют как полый сосущий орган – хоботок. Продолговатая трубка имеет телескопическую структуру, то есть сворачивается и разворачивается. В текущем положении хоботок поддерживается с помощью мандибул.

Хоботок

Хоботок похож на длинную тоненькую трубочку с приплюснуто-овальным сечением. В толще трубки проходят два канальца. Слюнной (он же – малый (капиллярный)) образуется выпячиванием стенки осевого стержня, и нужен для выделения секрета нижнегубной железы.

Пищевой имеет больший диаметр, и предназначен для перемещения жидкой пищи, которую пчела слизывает ложечкой или втягивает хоботком. Хоботок прикрыт сильно видоизмененными нижнегубными щупиками и челюстями. Длина хоботка варьируется в зависимости от породы насекомого и типа пчелы: рабочие пчелы оснащены органом в 6,2–7 мм, матки – 4,1–4,3 мм, трутни – 4,2–4,5 мм.

Гипофаринкс

Гипофаринкс – это подглоточник. Орган, расположенный под глоткой, разделяет предротовую полость на две части – передний и задний отделы. Передний отдел называется цибарий, там находится ротовое отверстие. Задний отдел – саливарий. В саливарии расположены выходные отверстия протоков слюновыделительных желёз.

Лижущий

Лижущая часть ротового аппарата пчелы представлена нижней уплощенной частью хоботка – язычком. Язычок (лигула) – это нижняя апикальная часть лабиума, образованная глоссами и параглоссами. На конце хоботка размещается ложечка – придаток плоской формы. Наружная стенка язычка сформирована кольцеобразной мышечной кутикулой с плотной и мягкой структурой. Благодаря этому лигула сохраняет высокую гибкость и подвижность.

Лижущая конструкция расширяет возможности сбора питательных веществ.

Режуще-сосущий

Подобное устройство ротового аппарата чаще наблюдается у слепней. При режуще-сосущем типе ротового аппарата верхние челюсти преобразованы в острые лезвиеподобные конструкции. Нижние челюсти представляют собой длинные иглы-стилеты.

Такой аппарат позволяет насекомому разрезать и прокалывать кожные покровы. Выделившаяся кровь собирается с помощью губчатого участка лабиума и направляется в гипофаринкс. Эпифаринкс сомкнут с гипофаринксом – по образовавшейся трубке жидкость подается в пищевод.

Колюще-сосущий

Специальное устройство ротовых частей позволяет комарам, тле и щитовкам прокалывать наружный слой (кожу или поверхность растения) и высасывать жидкость (кровь или сок). Для колюще-сосущего типа характерны сращенные с ламбрумом мандибулы. Внешне это напоминает иглу с внутренним желобком. Модифицированные нижние части ротового аппарата образуют некое подобие хоботка и оборачивает «иглу» подобно футляру.

Трубчато-сосущий

Такая форма ротового аппарата присуща чешуекрылым. Имаго бабочек питаются нектаром и другими видами жидкой пищи, поэтому у насекомых этой группы есть хоботок, образованный сросшимися нижними челюстями и галеа.

По сути, это трубка с прямым выходом в пищевод, удобная для питания соком цветов. В отличие от пчел, бабочки не перерабатывают и не хранят нектар, поэтому зоба и системы ферментной обработки у них нет – равно как и некоторых других конструктивных дополнений.

Устройство рта у медоносных пчел – это не прихоть природы. Каждый элемент конструкции предназначен для выполнения ряда важных задач, и позволяет пчеле применять ротовой аппарат не только для питания.