Дыхательная система

Биология медоносной пчелы / Дыхательная система

Страница 3

Вентиляция трахейной системы обеспечивает не только поступление в организм кислорода, но и удаление из него С02. Это достигается как при дыхательных движениях (путем выдыхания), так и с помощью диффузии через кожу. Последний способ имеет немаловажное значение ввиду того, что диффузия СС>2 через ткани совершается в 36 раз интенсивнее, чем кислорода. Вместе с тем большая часть С02 удаляется через трахейную систему в газообразном состоянии и до 25 % его выводится из организма диффузно.

При сравнении строения дыхательной и кровеносной систем отмечается взаимная отрицательная связь между ними: кровеносная система медоносной пчелы развита слабо и за исключением аорты никаких кровеносных сосудов не имеет, напротив, трахейная дыхательная система сильно развита, мельчайшие разветвления ее проникают в самые отдаленные части тела. Такое различие в строении дыхательной и кровеносной систем определяется их функциями: кровеносная система в основном разносит по телу питательные вещества и выводит продукты распада, а дыхательная система выполняет функцию газообмена, доводит до клеток тела кислород, обеспечивая тем самым процесс окисления, и удаляет из тела продукты окисления — С02.

Биохимически дыхание представляет собой окислительный процесс, идущий за счет кислорода воздуха и сопровождающийся выделением С02. В процессе окисления участвуют окислительные ферменты окси-дазы. Он сопровождается постепенным распадом белков, жиров или углеводов и выделением энергии. Освобождающаяся при этом энергия идет на поддержание жизнедеятельности организма. Этим определяется физиологическая необходимость дыхания.

Так как при дыхании поглощаемые и выделяемые вещества газообразны, процесс дыхания называется также газообменом, являющимся одним из звеньев общего обмена веществ. В понимании обменных процессов, происходящих в организме, большое значение имеет дыхательный коэффициент - отношение количества выделенного С02 к количеству поглощенного кислорода. Вычисление дыхательного коэффициента позволяет установить, какие вещества используются для окисления во время дыхания пчелы. При полном окислении углеводов он равен 1, белков — 0,78—0,82, жиров — 0,7.

Дыхательный коэффициент у пчел зависит и от их возраста. У молодых пчел, выкармливающих личинок и усиленно потребляющих белковый корм — пыльцу, дыхательный коэффициент 0,7. У летных пчел, питающихся главным образом сахаром, в состоянии покоя и при непродолжительном полете дыхательный коэффицент равен 1. В зимний период, когда пчелы используют для питания преимущественно мед, дыхательный коэффицент равен 0,94.

На величину дыхательного коэффициента влияет температура окружающей среды. Максимальной величины он достигает при 17° С, минимальной - при 32° С.

Потребность пчел в кислороде изменяется в зависимости от их состояния, от температуры и влажности наружного воздуха, количества пчел в семье, состояния их гнезда и др.

У отдельно взятых пчел вне гнезда семьи потребление кислорода возрастает с повышением внешней температуры. Как правило, повышение температуры на 10° С увеличивает интенсивность дыхания насекомого и потребление кислорода в 2—3 раза.

Среди других внешних факторов, влияющих на газообмен и потребление кислорода, следует сказать о влажности. В условиях пониженной влажности, когда возникает угроза быстрого испарения воды из организма, насекомые часто закрывают дыхальца. Это приводит к снижению интенсивности дыхания.

Потребление пчелами кислорода резко повышается с изменением их активности. Так, у летящей пчелы поглощение кислорода увеличивается в 500 раз и более по сравнению с полным покоем.

Профессор В. В. Алпатов (1930) установил, что за 1 мин пчела, находившаяся в сосуде, потребляет следующее количество кислорода, мм3:

Потребность пчелиной семьи в кислороде складывается из потребности самих пчел и их расплода, находящегося в разных стадиях развития. Ученые установили, что в нормальном состоянии для семьи пчел (вместе с расплодом) требуется в активный летний период около 20 л воздуха в час (на 1 кг пчел), а зимой — лишь около 4 л.

Особенно велика потребность пчелиной семьи в кислороде во время выполнения интенсивных работ по выращиванию расплода, выделению воска и строительству сотов, переработке нектара в мед.