Генетическая изменчивость и способность к адаптации пчелиных семей

Каждый пчеловод желает иметь на пасеке семьи пчел , производящие, прежде всего, много меду, а также устойчивые к болезням, миролюбивые и т.п. Эти свойства обусловлены генами. Генетическая информация определяет особенность пчелиных семей. Производство меду, вывод расплода и другие интересующие пчеловода свойства семей пчел, возникают также и под воздействием среды.

Следует вспомнить, что каждый год оценка определенной семьи бывает разной, например, с точки зрения производства меду и количества выращенного расплода. Однако наибольший интерес представляет круг возможностей формирования и сохранения пчелиных семей, или, проще говоря, сохранение этих свойств. Селекционеры, проводя селекционные работы, формируют их в сфере интересующего поведения семей. Это является нелёгкой задачей, поскольку биология размножения пчел создает определенные трудности.

Специфика любой семьи заключается в том, что она имеет одну матку, влияющую на разнообразие генетического состава популяции рабочих пчел, а это следует из существования явления полиандрии. Этот термин означает многократную копуляцию пчелиной матки и получение сперматозоидов от каждого, копулирующего с ней самца. В результате этого явления в семье появляются группы пчел-«полусестер», происходящих от одной матки и от разных отцов. Каждый трутень вносит свой биологический вклад в популяцию рабочих пчел. Есть повод задуматься над таким состоянием. Ответ с виду прост. Считается, что пчелиная семья имеет большую выгоду от спаривания матки со многими трутнями. Такой способ спаривания определяет генетическую изменчивость внутри пчелиной семьи.

Пчелиные семьи с очень разнообразным генетическим составом должны иметь преимущество перед семьями с малым генетическим разнообразием. Эти преимущества находят отражение во многих свойствах, интересующих также и нас, пчеловодов. К этим свойствам относится: быстрое развитие, устойчивость к заболеваниям и, конечно же, медопродуктивность, которая с биологической точки зрения выражается в накоплении кормовых запасов. Определяя достоинства этих черт, можем говорить о функционировании семьи, как единого целого. Это всё, относящееся к пчелиной семье, служит для выживания и сохранения генов. Накопление кормовых запасов необходимо для того, чтобы пережить зиму, когда в условиях резкого климата почти 80% пчелиных семей могут не перезимовать. Полиандрия у пчел проявляется в формировании реакции семей на условия среды, так называемой адаптации к изменяющимся условиям.

У пчел все особи семьи трудятся для всеобщего блага, и только такие действия могут дать им определенную выгоду. Каждая из особей семьи не в состоянии существовать по-отдельности, а когда возникает такая ситуация, погибает через несколько часов. В группе их выживаемость возрастает. Матка живет несколько лет, трутни – около 60 дней, а отдельная пчела может в семье прожить даже более 300 дней.

В настоящее время стремятся узнать эволюционный механизм полиандрии. Если матка является единственной особью, способной спариваться с трутнями, то мы должны иметь дело с общественной эволюцией пчел. Многократная копуляция уменьшает кровное родство между пчелами, и таким образом должна приводить к понижению селекции. Несмотря на знакомство в общих чертах с ролью многократной копуляции, подробные знания ее механизма и значения ее для пчел являются большим вопросом. Поэтому предлагается много разных гипотез, объясняющих формирование полиандрии, концентрируясь, в основном, на гипотезе генетической изменчивости. Сосредотачивается она на длительном поиске семьей с высокой адаптационной способностью. Изменчивость позволяет многим кастам пчел специализироваться на выполнении определенных задач. Можно предположить, что чем выше изменчивость, тем определеннее и эффективнее реакция семей на изменение условий среды. Считается, что Oldroyd и др. (1992), а также Fuchs и Schade (1994) определили, что с точки зрения пчеловода семьи с высшей генетической изменчивостью пчел являются лучшими.

В 2006 г. Mattila и Seeley провели интересный эксперимент. Создали семьи с противоположными генетическими изменчивостями и сравнивали их по многим биологическим параметрам. Пользуясь искусственным оплодотворением, получали семьи, созданные из пчел с большой генетической изменчивостью (от маток, оплодотворенных спермой 15 трутней), и семьи, созданные из пчел с малой генетической изменчивостью (матки оплодотворены спермой одного трутня). Оказалось, что высокая изменчивость особей позволила получить преимущества над семьями с малой генетической изменчивостью в каждом из анализируемых свойств. Однако для определения разницы потребовалось время, так как в начале функционирования экспериментальных семей разница была невелика и не находила статистического подтверждения. В интересующих пчеловодов параметрах, какими является количество выращиваемого расплода, статистически достоверная разница стала отмечаться лишь через 10 дней. Семьи с высокой генетической изменчивостью имели 6000 см² ячеек, занятых пчелиным расплодом, в то время как семьи с низкой изменчивостью имели около 4000 см² ячеек, занятых пчелиным расплодом. Первые пчелосемьи заметно лучше выращивали каждый раз больше расплода, что подтверждалось регулярными замерами. В то же время в слабых семьях, с малой изменчивостью, количество выращиваемого расплода стабилизировалось на определенном уровне. К концу августа эта разница радикально возросла. Сильные семьи хорошо выращивали расплод на площади около 12 тыс. см², а слабые – на площади едва ли около 4000 см².

Количество выращенного в семьях расплода нашло отражение в величине популяции рабочих пчел, сборах корма и выживании экспериментальных семей. Из исследований известно, что количество рабочих пчел в семьях является решающим для соответствующего использования взятка, а с биологической точки зрения попросту в накоплении соответствующего запаса корма на тот период, когда он обычно отсутствует, например, на зиму. Оказалось, что семьи с высокой изменчивостью выращивали в лучшее время даже 12 тыс. рабочих пчел, в то время как семьи с низкой изменчивостью – едва только 4 тыс. пчел. Полным отражением указанных параметров было определение массы семей на конец сезона. С практической точки зрения это интересный подход, поскольку таким способом подводится итог всего содержания семей, а именно: количество собранного корма, выращенного расплода, произведенного воска и количество рабочих пчел. О поразительном преимуществе семей с матками, спарившимися с 15-ю трутнями (высокая изменчивость), свидетельствует факт получения высокой общей массы. В середине сентября отмечалось, что средняя масса их составляла около 10 кг, тогда как семьи маток, спарившихся с одним трутнем (малая изменчивость) приобрела массу не более 4-х кг. Проводимые исследования показали и хорошую реакцию семей с высокой изменчивостью на условия среды. С точки зрения пчеловода семьи наращивают силу, собирают корм, и это обеспечивает пчеловодам получение высоких медосборов, а также содержание пасеки в хорошем санитарно-гигиеническом состоянии. Поэтому ничего удивительного, что зимовку пережило 25% семей с высокой изменчивостью, тогда как семьи с низкой изменчивостью погибли или в начале зимы, или во время зимовки.

Проводившиеся исследования имели некоторый общий элемент с приводимыми результатами Mattila и Seeley (2006). В некоторый момент также решили согласиться с оценкой проблемы генетической изменчивости семей и их способности к адаптации. Способность к адаптации проявляется также в количестве выживших роев и эффективных спариваний трутней с матками. Свойства пчелиной семьи увеличивать вероятность отпускания роев и высокого количества взрослых трутней указывают на ее адаптационную способность. Количество выживающих роев и трутней, которые продолжают репродукционный успех, трудны для определения во время жизни материнской семьи. Эта картина отлична от семьи, живущей без матки, в которой воспроизводят только пчелы (трутовки), и срок жизни такой семьи вполне определен, так как безматочная семья погибает. В очень короткий период своей жизни она не в состоянии отпускать рои, а трутни от таких пчел-трутовок являются единственным фактором, который можно рассматривать как адаптационную способность.

Безматочные семьи, получаемые из пчел от маток, оплодотворенных спермой разного количества трутней (1, 10 и 20), сравнивались с семьями, матки которых оплодотворились естественным путем (контроль). Оказалось, что нельзя однозначно утверждать, будто рост генетической изменчивости гарантируется большим количеством копулирующих трутней, и говорить об адаптационной способности, выражаемой количеством произведенного потомства (трутней). Скорее прямо наоборот – мы как раз получили уменьшение количества трутней, выведенных трутовками из семеек с большей изменчивостью. Сравнивая наши результаты с данными, полученными Mattila и Seeley (2006), оказалось, что в наших исследованиях не подтвердились, чтобы семейки выводили больше трутней при большей изменчивости, как это утверждали названные ученые, говоря о большим количестве выведенных трутней в семейках с высокой изменчивостью.

С практической стороны высокое количество копулирующих трутней позволяет матке создавать высокую генетическую изменчивость в пчелосемье. Прибылью для семьи является получение свойств, обеспечивающих распространение генов, а прибылью для пчеловода является существование на пасеке сильных семей с высокой продуктивностью. Поэтому нужно стремиться к получению маток, спарившихся с большим количеством трутней.

Pszczelarstwo №8/08

Janusz Bratkowski & Jerzy Wilde

Пер. В. Ефимов

«

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5

»