Пополнение запасов сахаров в пчелиной семье защищает пчел от голода не только во время зимовки, так и при длительном отсутствии взятка.
Сахара, называемые далее углеводами, находятся в соке растений, равно как и в крови животных, являясь ценным энергетическим и строительным материалом, в том числе и для пчел, который поступает к ним вместе с нектаром, падью, пыльцой, жидкостями и т.п.
Главным источником сахаров является цветочный нектар, содержащий от 4 до 60 и более процентов сахаров, а также пыльца растений, которая может содержать до 41% сахаров. В обоих случаях это зависит от вида растений, освещенности, температуры, а также от влажности воздуха и почвы.
Поэтому в цветочном нектаре одних растений содержание сахаров едва достигает 5%, в других же может достигать даже 70%.
Пчелы предпочитают цветы с большим содержанием сахаров, больше интересуются нектаром, в котором их содержание колеблется в пределах 30-50%. Также отмечено, что пчелы слабо интересуются нектаром, в котором сахаров менее 5%. Это тем более рационально, что содержание нектара в цветах обычно не превышает 5,5 мг. Например, один цветок липы широколистной выделяет ежедневно 2,3 мг.
Следует напомнить, что сахара (или сахариды) составляют огромную группу химических веществ, и подразделяются на простые сахара – моносахара: (например, глюкоза, фруктоза), олигосахариды, в том числе: дисахариды (например, мальтоза, сахароза, мелибиоза), трисахариды (мелицитоза, раффиноза, мальтотриоза), а также сложные сахара, так называемые полисахариды. Причем:
1) – сахароза состоит из одной молекулы глюкозы и одной молекулы фруктозы,
2) – мальтоза состоит из двух остатков D-глюкозы,
3) – трегалоза – из двух молекул глюкозы,
4) – мелибиоза состоит из одной молекулы глюкозы, а также одной молекулы галактозы,
5) – мелицитоза – из двух молекул глюкозы и одной молекулы фруктозы,
6) – раффиноза – из молекул глюкозы, фруктозы и галактозы (каждого по одной молекулы) и
7) – мальтотриоза состоит из трех молекул глюкозы. Эта, последняя, так же как и мальтоза, образуется в результате разложения крахмала под влиянием энзим из группы амилаз.
Сложные сахара появляются в результате энзимного соединения двух и более молекул простых сахаров, в основном, глюкозы. Таким способом создаются «запасы» энергии у растений в виде крахмала и инулина, тогда как у людей и животных, в том числе и у пчел, в виде гликогена. Также строительный материал появляется в виде целлюлозы и хемицеллюлозы у растений, а у насекомых в виде хитина. Сахара, содержащиеся в пыльце, служат как строительным материалом (например, в целлюлозе – от 1,2 до 15%), так и питательным (например, спорополленина в количестве от 1,8 до 23%), причем, в пыльце содержание крахмала, как запасного источника энергии, колеблется в пределах 2-3%.
О масштабах распространения полисахаридов лучше всего свидетельствует тот факт, что гепарин – главный фактор, подавляющий свертывание крови у млекопитающих,– является в сущности многосахаром, состоящим примерно из 80 элементов моносахаров. Сахара входят в состав нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) – носителей генетического кода, а также модифицируют некоторые белки.
Медоносная пчела запасает в мышцах, а также в белково-жировом теле, окружающем ее внутренние органы, только незначительное количество сахаров в виде упомянутого уже гликогена. Он предназначен для быстрого получения энергии из сахаров, находящихся в ее гемолимфе и в кишечнике. Тогда как при «сжигании» аминокислот выделяется меньше энергии.
О масштабах потребности пчел в энергии, получаемой из простых сахаров, лучше всего говорит то, что во время сбора нектара их потребность в кислороде для сжигания этих сахаров возрастает в 70 раз по сравнению с периодом отдыха. Такой большой расход энергии, получаемой от сжигания сахаров, необходим и для нормальной работы мозга пчелы. Этот механизм показывает, что содержание глюкозы и фруктозы в гемолимфе танцующих пчел-вербовщиц выше, чем трегалозы (Bozic и Woodring, 1997). Следует отметить, что трегалоза состоит, как уже упоминалось выше, из двух молекул глюкозы, и является запасным сахаром в гемолимфе пчелы. Этот сахар синтезируется в белково-жировом теле из гликогена – полисахарида, сформированного из многих молекул глюкозы. Обычно уровень тригалозы в гемолимфе колеблется в пределах 2-4%. Когда резко возрастает потребность в глюкозе, она получается из трегалозы. Во время голода содержание этого сахара может уменьшаться почти до 0%. В гемолимфе пчелы присутствует также фруктоза.
Обычно содержащиеся в нектаре, пыльце, пади и меду моносахара и дисахара (сахароза, мальтоза) являются основными составляющими диеты пчел. Так что «средний» мед является смесью фруктозы (38%), глюкозы (32%) и воды (18%), при этом в пыльце и других менее значимых составляющих, сахарозы содержится обычно не более нескольких процентов (в среднем, 1,3%).
После изучения нескольких сотен образцов нектара из покрытосемянных растений Percival (1961, 1965) поделил их (с точки зрения содержания различных сахаров) на 1) «доминирующих», с преобладанием сахарозы над фруктозой и глюкозой, 2) равновесных с точки зрения содержания сахарозы, фруктозы и глюкозы и 3) с преобладанием простых сахаров – в основном, глюкозы и фруктозы над сахарозой. Причем, мальтозы в нектаре вообще нет.
Нектар с гречихи, например, содержит только простые сахара, тогда как нектар с каштана и белой акации содержит относительно много сахарозы. Остальные растительные сахара (манноза, мальтоза, галактоза и раффиноза) присутствуют в нектаре в малой степени, тогда как их количество в меду возрастает под воздействием энзим пчел во время производства меда. Тем не менее, некоторые из них находятся в нектаре в больших количествах, например, в нектаре подсолнечника находится довольно много раффинозы.
Поскольку сахароза принадлежит к главным составляющим растительных соков, поэтому она обычно находится в нектарниках. Учитывая способность пчел с помощью ферментов разлагать сахарозу на фруктозу и глюкозу, этот сахар занимает особое место в кормлении пчел. Особенно много сахарозы содержит сахарная свекла и сахарный тростник.
Полезно напомнить, что сахарозу (столовый сахар) в промышленном масштабе начали производить еще в древнее время на Ближнем Востоке из сахарного тростника. Этот сахар получали в Индии и в Китае. Через греков уже в IV веке н.э. сахар появился и в Европе. Технологию получения сахара из сахарной свеклы разработал в 1747 г. Andreas Sigismund Marggraf, тогда как первый сахарный завод был построен в Нижнем Шленске в 1802 г.
Среди 34 видов сахаров только 7 оказываются сладкими для пчел (von Frisch, 1934). Если пчелы имеют возможность выбора растворов разных сахаров, то их приверженность к этим сахарам располагается в следующем порядке: 1) сахароза, 2) глюкоза, 3) мальтоза и 4) фруктоза.
При этом глюкоза, а также фруктоза наполовину менее привлекательна для пчел, чем сахароза, с которой не сравнить даже смеси растворов упомянутых сахаров, даже если они содержат сахарозу.
Также пчелы перерабатывают в мед сахарный инверт и сироп из кукурузного крахмала. В 1974 г. Baker и Lehner подтвердили, что сахароза более превосходит как привлекательностью, так и пищевой ценностью остальные сахара, используемые в питании пчел. Кроме того, сахарный сироп, являющийся, как правило, чистым раствором сахарозы, разлагается на фруктозу и глюкозу всегда с преобладанием фруктозы, и обычно не кристаллизуется. Поэтому сиропы, полученные из разложения крахмала, должны содержать больше фруктозы, чем глюкозы, а количественное соотношение этих сахаров (F/G) должно составлять 1,26:1.
Следует знать, что из всех сахаров самой низкой растворимостью обладает глюкоза (90 г/100 г воды), а самой большой – фруктоза (383 г/100 г воды) при температуре 20 оС. Поэтому глюкоза кристаллизуется в зимнем корме пчел, если температура в гнезде резко понижается до такой степени, что концентрация глюкозы в глюкозно-фруктозном сиропе достигнет порога насыщения. Это легко заметить на крайних рамках, когда с них ушли пчелы, что имеет место во время уплотнения зимнего клуба при похолодании.
Поэтому лучшим веществом заменяющим нектар для подкормки пчел (как с физиологической точки зрения, так и с практической) является чистая, т.е. не загрязненная другими сахарами, сахароза.
Из приведенного следует, что для кормления пчел, особенно в зиму, дают водный раствор сахарозы, состоящий из 2 частей сахара (сахарозы) на 1 часть воды или 3 части сахара на 2 части воды, – для весенней подкормки (для наращивания силы) более жидкий (1:1), – обязательно теплый раствор сахарозы.
Следует заметить, что иногда сироп, полученный из ячменного, кукурузного или рисового крахмала, воспринимается пчелами как раствор сахарозы (быстро складируется и потребляется), но их физиологические свойства для пчел могут быть ниже, поскольку скорее относится к белковому резерву с целью разложения, например, трисахаров, а также преодоления проблем кристаллизации.
К сахарам, ядовитых для пчел даже в малых дозах, относятся галактоза, арабиноза, ксилоза, мелибиоза, манноза, раффиноза и лактоза (Barker, 1974). Также пектины, агар и различные резины могут подвергаться гидролизу, разлагаясь до ядовитых сахаров. С другой стороны глюкоза, фруктоза, мальтоза, сахароза и трегалоза являются безопасными и питательными.
Особенно вредной для пчел является содержащаяся в некоторых фруктах манноза и раффиноза, к которой пчелы относятся с отвращением, и которая значительно сокращает их жизнь. Причины, по которым некоторые сахара являются ядовитыми для пчел в малых дозах, пока неизвестны. В пади содержание мелицитозы и мальтозы может достигать 40%. Из-за медленного разложения зимующими пчелами падевого меду на простые сахара, мелецитоза, раффиноза и мелибиоза приводят к быстрому переполнению прямой кишки и поносу, что тормозит усвоение малых количеств глюкозы и фруктозы, сокращает жизнь пчел и приводит к ослаблению и гибели целых семей. В основе этого явления лежит, как уже говорилось, слабая способность медоносных пчел (особенно пчел-кормилиц) к перевариванию части сложных сахаров, особенно полисахаров.
Также и галактоза, очень похожая по своему строению на глюкозу, и присутствующая в пади и молоке, так медленно перерабатывается пчелами, что основанная на ней диета приводит к голоду. Поэтому зимовка пчел на падевом меду связана с большим риском.
В этом контексте удивляет, что пчелы-сборщицы, в отличие от ульевых пчел, способны частично усваивать и использовать для своих нужд также нерастворимые в воде крахмалы (полисахариды), поскольку содержат соответствующие энзимы. Из этого следует, что целлюлоза, получаемая при переработке пыльцы, не вредит пчелам. Некоторые волокнистые компоненты пыльцы не усваиваются и выделяются с калом.
Первым признаком голода в семье является выбрасывание на прилетную доску высосанных личинок. Поскольку матка и в случае голода продолжает откладывать яйца, из которых выводятся личинки, затем выбрасываемые, в таких семьях встречаются только одни яйца и куколки. В случае продолжения голода матка откладывает все меньше яиц, и даже перестает червить. Интересно, что пчелы до конца стараются обогревать ячейки с куколками.
Пчеловоды хорошо знают, что количество зимнего запаса сахаров, необходимых для хорошей зимовки, а также для весеннего развития зависит от силы семьи. Если принять во внимание также количество сахара, необходимого для продуцирования воска, то ежегодная потребность пчел в углеводах может достигать 70 и более килограммов. Например, в прошлом году при подготовке к зимовке приходилось сильным семьям давать не менее 15 кг сахара. Следует отметить, что особенно хорошее развитие семьи требует постоянного наличия в гнезде от 5 до 7,5 кг сахарного корма. Если этот запас сокращается ниже указанного уровня, следует немедленно его пополнить. Пчелы умеют довольно точно оценивать количество кормовых запасов, и в случае их недостатка могут уменьшить количество выращиваемого расплода.
Приготовляя водный раствор сахарозы для кормления пчел, следует помнить, что его перегрев вызывает появление вредных веществ, в том числе и гидрооксиметилфурфурола (ОМФ). Достаточно напомнить, что мед 8-летнего хранения может быть ядовитым для пчел из-за большого содержания в нем ОМФ. Также вредна для пчел и поваренная соль (NaCl). Доказано (1964), что соль, присутствующая в сиропе в количестве 0,125%, вызывает дизентерию, и значительно увеличивает гибель пчел. Кроме того, пчелы, зимующие на запасах сахара, загрязненного солью в количестве 0,35-1,16%, не доживают до весны.
Интересно, что сахар (сахароза) в кристаллах в отличие от его водного раствора, не вызывает воровства, так как не возбуждает пчел. Поэтому сухой сахар можно использовать в конце лета для подкормки даже слабых отводков. Иногда в некоторых семьях пчелы выносят его из улья отдельными кристалликами. В этом случае лучше всего давать его в оригинальной 1-килограммовой упаковке, поместив его на потолочины или на дно улья за вставную доску, медленно влив в пакет примерно ¾ стакана воды. Перед этим пакет следует вскрыть (разрезать) почти на всю его длину.
Пчелы не забирают жвалами засохший сахар под поверхностью пакета, но как «шахтеры» прогрызают в нем многочисленные ямы в месте, где сахар сохраняет еще остатки влаги.
В связи с быстрым ростом цен на сахар приходится заметить, что нерафинированный сахар, – свекольный или тростниковый, – а также коричневый сахар вреден для пчел. Уже в 1964 г. Bayley доказал, что полурафинированный тростниковый сахар вреден для пчел, и полурафинированный свекольный сахар сокращает им жизнь. В основном из-за присутствия там пектинов и галактозы.
В мировой литературе существуют также сообщения, касающиеся возможности кормления пчел коричневым нерафинированным сахаром в виде теста, если пчелы имеют возможность вылетать из улья для освобождения кишечника. Тогда дисахара и даже трисахара хорошо воспринимаются пчелами. Однако такая информация недостоверна, поэтому кормление пчел такими сахарами не рекомендуется.
Zbigniew Lipinski, Renata Olesiejuk
Pszczelarstwo № 12/12
Пер. с польск. В. Ефимов
Адрес редакции журнала "Пчеловодство":
