Autorius: Vaidotas Stanevičius
Daugiau autoriaus darbų:
Bičių selekcija (atsirinkimas) – 2017-02-07.
Bičių ir bityno aplinkos mikroflora – 2015-10-27.
Alelinių genų sąveika – 2014-05-01.
Kultūrinių bičių rasių sistematika – 2014-03-09.
Bičių atpažinimas–kaip pajausti bites – 2014-03-08.
Bičių veisimas ir paveldimumas – 2014 m.
Buckfast bičių rasės raida – 2012 m.
Senoji kultūrinių bičių rasė „Meda“ – 2012 m.
Bičių motinėlių auginimas – 2011 m.
Svarbiausio bičių šeimos nario – motinos kokybė turi esminės įtakos ne tik konkrečios bičių šeimos ūkiniam naudingumui, bet ir viso bityno bei bitininko bitininkavimo rezultatams. Bityno šeimų motinos gyvena ir darbuojasi panašiomis sąlygomis ir jų darbininkės bitės skrisdamos į nektaro šaltinius ir kitais reikalais yra linkusios pasirinkti bendrais kvapų nužymėtos krypties, kuri arti bityno yra visų kaimyninių bityno bendra kryptis, o jeigu nektaro yra gausu, tai ir iki to šaltinio tampa bendru visoms bityno šeimoms. Todėl bitininkai turintys po kelis ar keliolika bitynų stebi gana skirtingus ūkinius jų našumus, nors bičių prigimtis ir taikomos tos pačios bitininkavimo technologijos. Tuo būdu siekiant optimizuoti visų bitynų našumus paranku turėti gana įvairių savybių kokybiškas šeimas. Tais atvejais, kai negalima visiems bitynams sudaryti panašių medunešio sąlygų kiekviename bityne patartina sukomplektuoti savo prigimtimi skirtingų savybių šeimų rinkinį. Dabar praktikuojama kai kurių bitininkų dirbtinu apvaisinimu motinas apvaisinti su skirtingų tranų spermos mišiniu nelabai paranku, nes sunku nuspėti kokie bus ateinantys metai, nei galimybė bet kuriuo momentu į bityną įkelti vienokią ar kitokią šeimą. Bet gi tam būtina turėti galimybė išsiauginti arba įsigyti kokybiškų įvairios prigimties motinų ir, kaip toliau matysime, tinkamai jas paruošti ūkiniam darbui (nektaro, žiedadulkių ar kitų produktų rinkimui). Žinoma bityne galima turėti kelių veislių bičių šeimas, bet jų prigimtis dažnai būna perdėm skirtinga ir jų tvarkymas bityne būna technologiškai komplikuotas. Todėl siūlytina bityną komplikuoti iš vienos bitininkui parankiausios veislės, o įvairovę sudaryti iš veislės vidinių linijų su gerai žinomomis savybėmis.
Minėtas veislinių linijų skiriamąsias savybes galima formuoti ir pačiam bitininkui gerai įvaldžius veisimo priemones išryškinančias prigimtines bičių motinos ir jos palikuonių savybes. Dabar naudojama indeksų kompleksu vertinama motinos kokybė teikia bendrą vaizdą apie motinos ūkinį vertingumą, tačiau norint turėti pakankamai žinių apie motinos ar net veislinės linijos išskirtinumus tenka atlikti papildomų ypatybių stebėjimus: pvz. žiedadulkių rinkimo, pikiavimo gausumą, agresyvumo priklausomybes nuo išorės sąlygų ir t.t. Todėl naudinga peržvelgti ir visus motinos vystymosi ir brendimo bei ilgaamžiškumo momentus prieš išskiriant jos prigimtines savybes, kurias ji perteiks savo palikuonims.
Motinos išskirtinumai nuo darbininkės ir ne tik (kaip vėliau matysime) prasideda nuo lervutės maitinimo. Bičių pienelis kuriuo maitinama lervutė yra jaunos darbininkės mandibulės liaukos išskyros, kai ji suvirškina žiedadulkes, nektarą ar bičių duonelę.
Šių išskyrų sudėtis yra priklausoma nuo šio maisto prigimties, o mes žinome, kad žiedadulkės (bičių duonelės pagrindas) yra įvairios. Įvairių augalų žiedadulkės daugiausia yra sudarytos iš baltymų su bio – aktyviomis nukleino rūgštimis, o jeigu augalai buvo nupurkšti insekticidais tai jie būna ir prisijungę prie minėtų baltymų.
Ši dieta įtakoja bičių pienelio sudėtį ir kiekį. Tai būsimos motinos lervutė pradeda jausti nuo trečios savo egzistavimo dienos. Tačiau šios bičių pienelio galimos neigiamybės žymia dalimi blokuojamos bitės maitintojos imuninės sistemos – detoksikuojančiu poveikiu ir lervutė vystosi. Tačiau dar pilnai nėra ištirta kaip tas detoksikavimas atsiliepia būsimos motinos savybėms ir ilgaamžiškumui.
Nuo jaunos motinos išsiritimo iki jos subrendimo joje įvyksta eilė pakitimų. Pirmiausia neapvaisintos motinos feromonai turi sužadinti tranų potraukį prie jos į kuriuos bitės darbininkės reaguoja tolerantiškai ir jeigu yra senoji motina – žadina spietimą. Galiausiai jauna motina apsivaisina ir kai jos kiauštakiuose atsiranda spermatozoidai, tai jie kiek pakeičia imuninę jaunos motinos sistemą bei feromonų spektrą, kuris jau kitaip veikia bites darbininkes. Tenka pastebėti, kad ne visų tranų spermatozoidai pas konkrečią motiną vienodai adaptuojasi: vienų judrumas ir gyvybingumas padidėja, o kitų priešingai. Tai įtakoja motinėlės kiaušinėlio apvaisinime dalyvaujančių spermatozoidų konkurencines savybes, o tuo pačiu ir būsimų bitelių prigimtines savybes. Pasak Eriko Tanaka ir Klauso Hartfelder[i] apvaisintos motinos kiaušinėliuose jau randamas vitellogenas. Kadangi motinos apvaisinime dalyvauja 7-20 tranų, tai sumažina perų ligas ir šeimos ilgaamžiškumas žymiai padidėja. Tai tyrę Palmer, bei Trapy ir Prttis nustatė[ii], kad 83% pagerėjimo priklausančio dėl daugybinio apvaisinimo yra po poravimosi mažiausiai su 7 tranais. Tranų auginimas šeimose prasideda gana anksti pavasarį ir tada jie išauga beveik geriausi. Tuo pačiu pastebėta, kad motinos ilgaamžiškumas ir ūkinė vertė yra žymiai priklausoma nuo tranų kokybės. Jeigu jauna motina neapsivaisina per dvi savaites nuo išsiritimo, tai trečioje savaitėje ji pradeda dėti neapvaisintus kiaušinėlius ir vėliau nebando apsivaisinti. Tai įrodo, kad pirmosiomis savaitėmis po motinos išsiritimo joje vyksta fiziologiniai pokyčiai ir todėl įdiegiant jaunas motinas būtina tai taip atlikti, kad ji būtų gausiai maitinama ir netrikdoma bent dvi savaites.
Iš kitos pusės po apvaisinimo pakitę motinos skleidžiami feromonai keičia ir bičių darbininkių skleidžiamus taip vadinamus Nasonovo feromonus[iii]padedančius ramiam orui esant bitėms grįžti į gimtąjį avilį.
Vis tik pagrindinis motinos vaidmuo avilyje ir šeimoje – dėti kiaušinėlius. Jie atsiranda porinėse sėklidėse ir vienu metu įvairiose vystymosi stadijose būna 150-180 kiaušinėlių. Subrendę po vieną jie išslenka į kiauštakį, kuriame susitinka su 3 -5 spermatozoidais bandančiais prisisiurbti prie plono kiaušinėlio apvalkalo.
Pirmasis geriausiai prisisiurbęs persilieja į kiaušinėlio vidų ir jo chromosomos susigretinusios į poras susiformuoja naująjį embrioną. Kai tik pradeda vykti minėtas chromosomų persitvarkymas įvyksta kiaušialąstės plazmos cheminis pakitimas ir kiti spermatozoidai buvę prie kiaušinėlio žūva. Per produktyvią dieną bičių motina padeda iki 1500 kiaušinėlių[iv], o per sezoną visų kiaušinėlių svoris viršija 2-3 kartus motinos svorį, t.y. 5000 ÷ 150000 kiaušinėlių. Tai reiškia, kad motinoje vyksta labai spartūs biologiniai procesai ir medžiagų apykaita, todėl kiaušinėlių dėjimo metu ji yra apsupta bičių kurios ją maitina perdirbtu maistu-panašiu į bičių pienelį. Kokybiška motina per savo gyvenimą 2-4 metus padeda virš 2.4 milijono kiaušinėlių, kuriems apvaisinti ji turi būti sukaupusi apie 8 milijonus spermatoziodų. Tačiau tiek sėklyčių gyvybingumas ir skaičius yra labai priklausomas nuo aplinkos darančios įtaką motinos biologiniam aktyvumui. Ją neigiamai veikia stresai, perkaitimai arba peršalimai avilyje bei į avilį patekę nedideli, taip vadinamų „leistinų koncentracijų“ pesticidai bei herbicidai, o taip pat virusų išskiriamos toksiškos medžiagos per motiną maitinančiose bitėse bei į avilį patekę per žiedadulkes, nektarą bei erkes naikinančiais vaistais.
Jeigu taip atsitinka, kad žūsta motina, nuo to momento, kai jos tai pajunta – dingo motinos feromonų kvapas[v], darbininkių elgesys iš esmės pakinta. Darbininkės tampa susierzinusios ir agresyvesnės.
Jeigu yra jaunų perų darbininkės pradeda auginti pakeičiančią motiną, jeigu nėra, tai po savaitės ar kiek vėliau jaunos bitelės pradeda dėti neapvaisintus (traninius) kiaušinėlius. Tai akivaizdu, nes į vieną akelę padedama po kelis kiaušinėlius (žiūr. Pav. 3.).
Išeitis šiuo atveju sudėtinga: rekomenduojama, jeigu šeima ne ligota, avilį perkelti į kitą vietą, o į seną vietą pastatyti tuščią avilį, į kurį sukelti nupurčius biteles korius su medumi ir žiedadulkėmis, ant kurių sugrįš senos avilio bitės. Pridėjus į vidurį porą tuščių pasiūtų korių į avilį įkelti naują apvaisintą motiną, kurią senosios bitės gana noriai priima. Senojo avilio korius su perais ir jaunomis bitelėmis – utilizuoti, nes jaunosios bitelės gali būti virtusios dedančiomis kiaušinėlius.
Sveika, jauna ir kokybiška motina savo skleidžiamais feromonais ir kitomis priemonėmis išlaiko bites darbininkes dirbančias pagal amžių tokius darbus, kurie užtikrina bičių šeimos veiksmus atitinkančius avilio vidaus ir aplinkos pokyčius ir būvį. Tada ir pati motina nuosekliai lankosi ir vaikšto tais koriais, deda į juos kiaušinėlius prieš tai apžiūrėdama kiekvieną akutę.
Naujame koryje kiaušinėliai pradedami dėti centrinėje dalyje maždaug 5 cm skritulyje, kurį pridėjusi pradeda eiti minėto skritulio pakraščiu ir maždaug colio (2,5 cm) juosta deda kiaušinėlius. Išdėjusi porą juostų, pereina į kitą korio pusę ir vėl nuo centro išdeda porą juostų. Tada eina į kitą korį besiglaudžiantį su pirmuoju ir padeda centrinį skritulį ir tik vieną juostele. Jeigu diena trumpesnė arba vėsesnė, tai dėjimą baigia. Tokia dėjimo maniera parodo, kad klimatinės sąlygos padėtiems kiaušinėliams turi būti inkubacinės ir išsiritę perai nuo maisto generuotą šilumą neišbarstys, o avilio ventiliaciją užtikrins medų viršutinėje avilio arba korių dalyje iškrovusios lauko bitelės, kurios per avilio centrą leidžiasi žemyn į laką. Motinos kiaušinėlių dėjimo tvarką galima laikyti aiškiausiu jos kokybiškumo požymiu.
Kitu požymiu kaip savo tyrimais parodė Emanuelis Amirs, Carlos Vega Melandez, Kevin Le, Michelina K. Strand, David R. Tarpy, Olav Rueppe (Šiaurės Karolinos universiteto USA, Žodinis pranešimas 2018 m. bičių tyrėjų simpoziume) [vi] gali būti kiaušinėlių kokybiniai ir kiekybiniai požymiai. Jie gali parodyti motinos kokybę bei/arba visos kolonijos pajėgumą. Kai kurie ankstesni darbai šia kryptimi rodo žymią įvairovę tarp motinos dedamų kiaušinėlių. (žiūr. Pav. 4.).
Šiam vertinimui būtina žinoti, kad kiaušinėlių dydis yra priklausomas nuo medunešio stovio, šeimos dydžio ir motinos amžiaus, kurie gali įtakoti tos pat motinos kiaušinėlių matmenis ir net svorį.
Kadangi metuose ne tik kinta motinos dėslumas, taip pat keičiasi ir bičių kiekis avilyje ir šis kitimas yra netolygus bet banguojantis daugiausia išryškėjantis perų kiekyje, kuris bendru atveju pavaizduotas vidurio platumų klimato juostai (žiūr. Pav. 5).
Apart idealaus motinos dėslumo (žiūr. Pav. 6.) įvairiose vertinimo metodikose yra vertinama: šeimos dydis, spartus šeimos pavasarinis gausėjimas, temperamentas, spalva, avilio svorio prieaugio spartumas, peržiemojimo stiprumas ir atsparumas ligoms bei pesticidų poveikiui. Taip pat atrenkama veisimui šeimos su geromis „higieninėmis“ savybėmis bei sugebėjimu išgyventi esant kritiškoms arba staiga pakitusioms aplinkos sąlygoms.
Nors pačios bičių motinos retai užsikrečia ir serga ypač virusinėmis ligomis dėl dažno spetimosi ir lyginant su darbininkėmis žymai stipresnės imuninės sistemos bei ramesnės aplinkos nei lauko bitės, tačiau pastarosios užsikrėtusios laukuose ar nuo įskridusių svetimų tranų sudaro virusinę aplinką užkrečiančią lervutes ir maistą motinai[vii]. Todėl apie tai verta aiškintis plačiau[viii].
USDA-ARS bendradarbiai JAV pažymi, kad šiuo metu jau žinoma virš 20 bičių virusų ir jų modifikatų iš kurių plačiausiai paplitę Deformuoto sparno virusas (DSV), juodo motinos lopšelio virusas (JMLV), Izraelio staigaus paralyžiaus virusas (ISPV), Kašmiro bičių virusas (KBV). Pastarieji du labai dažnai sudaro labai aktyvų kompleksą ir turi tuos pat simptomus, kaip ir pavieniui tik kelis kart stipriau pasireiškiančius. Jeigu šeima yra ilgai stresuojama mažėja tokių bičių ilgaamžiškumas, didėja perų žūstamumas bei dažniau šeimos žūsta žiemą ir pavasarį, kadangi tokios šeimos nebesugeba išsiauginti pakeičiančių motinų. Todėl bitininkams patartina palaikyti ramią bityno aplinką bei maitinti imuninę sistemą stiprinančiu maistu.
Bičių šeimose virusų atsiradimui ir plitimui nemažą reikšmę turi ir jų erkės, kurios parazituoja ne tik suaugusias bites, bet ypač lervutes, kurias gali užkrėsti (jeigu pačios yra virusuotos) virusais. Iš virusuotų lervučių, jeigu bitelė užsikrėtė lėliukės formoje išsirita virusą nešiojančios bitelės, tai jos maitindamos lervutes ir bičių motiną, jų ilgaamžiškumą sumažina iki kelių savaičių ir tokia šeima neišvengiamai žūsta. Jeigu erkės užkrečia jau išsiritusias žiemojimo bites rudenį, tai tokia šeima neperžiemoja.
Kadangi bičių imuninę sistemą veikia visi insekticidai ir iš dalies herbicidai, tai jų poveikio būdus pravartu žinoti bitininkams.
Aukščiau pateiktoje schemoje sudarytoje remiantis atliktais amerikiečių Kristoferio Mullino[ix] su bendraautoriais tyrimais vaizduojama erkėms priskiriami žalingieji poveikiai bičių šeimai. Tyrimai atlikti Šiaurės Amerikoje ir aviliuose rasta pesticidų ir insekticidų tame tarpe ir prieš erkes naudotų cheminių medžiagų likučių (iš tirtų 887 šeimų rasta 749 atvejai). Vėliau bičių fiziologijos pokyčius tyrė Danieliaus Šmelio su bendraautoriais[x], kur buvo tiriama atskirų chromosomos vietų (lokusų) pokyčiai veikiant kaip maistingoms medžiagoms taip ir pesticidams bei insekticidams. Nustatytos genų grupes chromosomose kurias šios medžiagos daugiausia veikia ir kad tai yra genai apsprendžiantys imuninės sistemos tvarumą.
Pastebėta, kad kai kurios žiedadulkės gali slopinti imuninės sistemos ardymą, tačiau tam būtinos didesnės tyrimų apimtys.
Darbe pateikiama chromosomos aktyvumo vietų (lokusų) datagramos kai bitė maitinama įvairiais kiekiais medumi, žiedadulkėmis ir pikiu, kurios atspindi atskirų genų grupių nevienodą sužadinimą.
Taip pat atlikta plonosios žarnos užpildymo fotografavimas maitinant anksčiau nurodytomis dietomis. Matome, kad pikis sunkiausiai įsisavinamas ir gali sukelti žarnyno nepraeinamumą, nors iš 8 pav. sektų, kad jo biologinė įtaka genams panaši kaip žiedadulkių.
Pastaruoju metu visame pasaulyje plinta cheminių medžiagų naudojimas žemės ūkyje, kuris nedidelėmis sąnaudomis įgalina žymiai padidinti ūkinių kultūrų derlingumą. Šią cheminę panaudą pradėjus taikyti augalų apsaugai nuo kenkėjų be tinkamos technologijos tausojančios aplinką, pastebėta, kad ne tik skurdėja gyvūnų įvairovė, bet ir dėl pakintančios ekosistemos augalų derlingumas. Ypač tai ryšku dėl sumenkusios augalų apdulkintojų gausos ir įvairovės. Plačiai žinoma, kad dėl to derlingumo sumažėjimo (mažėjant bičių aplinkoje) per metus patiriama iki 14*109 $ nuostolių[xi]. Kurį laiką masinės bičių žūties priežastimi laikyta virusai Varoa erkėse plintantys bitynuose, tačiau tiek Jav, tiek Prancūzijos mokslininkai tiriantys bičių fiziologiją[xii][xiii] pastebėjo, kad po purškimo beveik per savaitę aviliuose su purkštus laukus lankančiomis bitėmis jų sumažėjo 3 kart daugiau nei įprasta Pastarajame straipsnyje tyrimui naudota precizinės priemonės (3mg elektroninės žymės) įgalinančios sekti žymėtos bitelės elgesį prie avilio ir vesti iš darbo grįžtančių bitelių kasdienę apskaitą. Šis stebėjimas parodė, kad kai kurie harmoninių auksinų pagrindu herbicidų – insekticidų mišiniai (pvz. su tiometoksamu ) skirti rapsų ir varpinių augalų apsaugai žymiai padidina bičių negrįžtamumą iš laukų. Taip pat chemikalų poveikis atsiliepė į šeimos didumą – per mėnesį paveiktos šeimos sumažėjo per pus lyginant su kontrolinėmis. Illinojaus universiteto mokslininkai Wenfu Mao[xiv] su bendradarbiais tirdami pesticidų ir akaricidų detoksikaciją bitėse nustatė, kad ji iš principo yra panaši nikotino detoksikacijos[xv]fiziologiniam veikimui. Jie nustatė, kad imuninių genų grupė indikuojama kaip P450s bitėse sudaryta tik iš 46 genų, kai jų žinoma iki 80, gali būti aktyvuojama detoksikacijai p– Kumarino rūgšties monomeru. Pastarasis nedideliais kiekiais randamas žiedadulkėse ir iš augalų pumpurų dervų surinktame pikyje bei kiek gausiau kalninės pušies žiedadulkėse ir sėklelių sparneliuose kaip polimeras[xvi]. Tačiau dabar naudojami ypač nuodingi insekticidai bičių nebegali būti detoksikuojami pilnai ir mažiau paveiktos bitės dar grįžta į avilį, bet jų ilgaamžiškumas būna sumažėjęs du ir daugiau kartų, o tokių bičių pamaitinta motina toksišku maistu irgi nusilpsta ir keičiama jau pirmais gyvavimo metais neparodžiusi prigimtinių našumo savybių. Išeitis gali būti tik esant aplinkoje insekticidų naudoti papildomą maitinimą su detoksikaciją skatinančiais priedais.
Šaltiniai:
[i] Tanaka, E. D., & Hartfelder, K. 2004. The initial stages of oogenesis and their relation to differential fertility in the honey bee (Apis mellifera) castes. Arth ro po d stru c t u re & dev elo pmen t , 3 3 (4), 431-442.
[ii] Tarpy, D. R., & Pettis, J. S. 2013. Genetic diversity affects colony survivorship in commercial honey bee colonies. Naturwissenschaften (2013) 100:723–728
[iii] Williams I.H., Pickett J.A., Martin A.P. The Nasonov Pheromone of the Honeybee Apis melliferaPart II. Bioassay of the Components Using Foragers. J. Of Chemical Ecology. Vol. 7. No. 2, 1981
[iv] Winston, M. L. 1991. The biology of the honey bee. Harvard University Press. Cambridge, Massachusetts. 281 pp.
[v] Melathopoulos, A. P., Winston, M. L., Pettis, J. S., & Pankiw, T. 1996. Effect of queen mandibular pheromone on initiation and maintenance of queen cells in the honey bee (Apis mellifera L.). The Canadian Entomologist, 128 (02), 263-272.
[vi] https://www.projectapism.org/queen-quality-research.html
[vii] https://www.extension.org/pages71172/honey-bee-viruses-the-deadly-varroa-mite-associates#.VBGtvqPp8_d
[viii] DeGrandi-Hoffman G., Chen Y. Nutrition, immunity and viral infections in honey bees
[ix] Mullin, C.A., Frazier, M., Frazier, J.L., Ashcraft, S., Simonds, R., Pettis, J.S., 2010. High levels of miticides and agrochemicals in North American apiaries: implications for honey bee health. PLoS One 5, e9754.
[x] Schmehl D.R., Teal P.E.A., Frazier J.L., Grozinger Ch.M. Genomic analysis of the interaction between pesticide exposure and nutratino in hiney bee (Apis mellifera). Journal of Insect Phisiology, vol.71, December, p. 177-190
[xi] Schmehl D.R., Teal P.E.A., Frazier J.L., Grozinger Ch.M. Genomic analysis of the interaction between pesticide exposure and nutratino in hiney bee (Apis mellifera). Journal of Insect Phisiology, vol.71, December, p. 177-190
[xii] Schmehl D.R., Teal P.E.A., Frazier J.L., Grozinger Ch.M. Genomic analysis of the interaction between pesticide exposure and nutratino in hiney bee (Apis mellifera). Journal of Insect Phisiology, vol.71, December, p. 177-190
[xiii] Henry M., Beguin M., Requier F., Rollin O., Odoux J.F., Aupinel P., Aptel J., Tchamitchian S., Decourtye A. A Common Pesticide Decreases Foraging Success and Survival in Honey Bees. Science express Report: 29 March2012.
[xiv] Henry M., Beguin M., Requier F., Rollin O., Odoux J.F., Aupinel P., Aptel J., Tchamitchian S., Decourtye A. A Common Pesticide Decreases Foraging Success and Survival in Honey Bees. Science express Report: 29 March2012.
[xv] Rand E.E., Smith S., Beukes M., Apostolides Z., Pirk Ch.W.W., Nicolson S.W., Detoxification mechanisms of honey bees (Apis mellifera) resulting in tolerance of dietary nicotine. Science Reports 2015; 5: 11779
[xvi] Wehling K, et al. (1989) p-Coumaric acid – a monomer in the sporopollenin skeleton. Planta 179:376–380.