Biologija pčela sa pčelarstvom

Biologija pčela sa pčelarstvom Izborni kurs II godina Osnovnih studija (B, E i MBF) I godina Master studija (profesor biologije)

4 ESPB

Struktura kursa u ESPB • Predavanja i testovi 8 termina (3 ESPB) • Rad na pčelinjaku (1 ESPB)

Struktura ocene kursa u poenima 1. Predispitne obaveze [50 (dva testa)] =50 2. Poseta i rad na pčelinjaku (10) =10 3. Završni ispit [40 (usmeno ili pismeno)] =40 Ukupno: 1.+2.+3. = 50+10+40= 100

Nastavnici i saradnici • Prof. dr Ljubiša Stanisavljević – BF UB • Prof. dr Mića Mladenović – Poljoprivredni fakultet UB – (Medonosna pčela, tehnologija pčelarenja) • Mr Zoran Nikolić – BF UB • Slađan Rašić – Rukovodilac Centra za pčelarstvo pri Poljoprivrednom fakultetu UB

• Nenad Lazarević – BF UB

Šta su pčele? • Zujanje pčela tokom toplog popodneva nesumnjivo je deo svačije slike o idealnom letnjem danu. • Međutim, to uporno zujanje koje deluje i uspavljujuće na čoveka, slično je neprestanom radu mašina. • Pčele stalno „rade“ u skladu sa sezonskim satom, da bi sakupile dovoljno polena i nektara, pre promene vremena i pre nestanka cvetova.

• “Pčeinja industrija” je danas širom poznat pojam. • Npr. radilice medonosne pčele izvrše oko 10 miliona tzv. sakupljačkih letova za nektar da bi proizvele 0,5 kg meda. • Pripadnici jednog pčelinjeg društva (u košnici) mogu da izvrše 4,5 miliona poseta cvetova u jednom danu. • Za to vreme ugine oko 1000 radilica. • Koji je uzrok uginuća? • Totalna iscrpljenost od neprestanog rada. • Koliki im je životni vek? • Na vrhuncu sezone sakupljanja nektara, tačno 6 nedelja.

• Medonosna pčela - Apis mellifera L. • Najpoznatija vrsta među pčelama, jednostavno zbog viševekovne “pljačke” meda i voska od strane čoveka. • Štaviše, ona je danas, zajeno sa vinskom mušicom i laboratorijskim pacovom, jedna od najistraživanijih životinja. • Medonosne pčele, slično Meliponinae-ma iz tropa i bumbarima (Bombus), pripadaju grupi socijalnih insekata i žive u društvima.

Socijalne pčele • Svako društvo je sastavljeno od jedne ženke koja polaže jaja (matica, kraljica) i njenih sterilnih ćerki – radilica. • Radilice sarađuju pri sakupljanju hrane, izgradnji gnezda i negovanju potomstva. • Mužjaci se odgajaju samo kada je to potrebno u sezoni parenja.

Solitarne pčele • Velika većina pčelinjih vrsta su međutim, nesocijalne ili solitarne. • One nemaju radiličku kastu, a jedinke ne sarađuju međusobno. Ženke same izgrađuju gnezda. • One donose polen i nektar u “ćelije” gnezda i na tu mešavinu hrane polažu po jedno jaje. • Između ove dve ekstremne grupe: solitarnih i socijalnih pčela, nalazi se prelazna grupa vrsta.

• Neke socijalne vrste pčela, nikada nisu dostigle jedinstvo i kompleksnost društva medonosne pčele. • Solitarne i polu-socijalne vrste pčela nisu na gubitku zato što nemaju visoku socijalnu organizaciju. • One koriste različite strategije da bi opstale i ostavile potomstvo. Ogromna većina ovih pčela to veoma uspešno radi, zahvaljujući različitim strategijama. • Pre ove evolutivne priče, osvrnućemo se na dva važna pitanja:

• Šta su pčele? i Od kojih insekata one vode poreklo? • Insekti čija se veličina tela kreće od sićušnih 1,5 mm radilica bezžaočnih tropskih vrsta, do džinova u pčelinjem svetu – pčela drvenarica, sa 3-4 cm u dužini. • Boja tela varira od umereno svetlo crne, preko na hiljade neopisanih “malo sive do braon” do svetlo metalne zelene, plave i bronzane boje nekih tropskih vrsta. • Pčele su grupa specijalizovanih insekata koje su evoluirale od osa, ali za razliku od osa, one sakupljaju polen kao proteinsku hranu za larve.

• Da bi to postigle, odrasle ženke poseduju posebne strukture na nogama i telu, za sakupljanje i nošenje polenovih zrna. • Sve različite vrste osa, zajeno sa mravima i pčelama formiraju veliki insekatski red Hymenoptera, sa preko 100.000 opisanih vrsta. • Imaju dva para membranoznih krila, prednja su uvek krupnija od zadnjih. • Tokom letenja, krila se drže zajedno zahvaljujući nizu tankih kukica – hamulima (prednja ivica zadnjih krila. • Kada se opuste, krila su im sklopljena preko abdomena.

• Pčele pripadaju podredu Apocrita. Tu se ubrajaju sve Hymenoptera koje imaju suženje između I i II abdominalnog segmenta. • Prvi abdominalni segment se pripaja toraksu i označen je kao propodeum. Često se označava i kao “wasp waist” tj. “osinji struk” • To znači da je prvi vidljivi abdominalni segment, realno drugi. • “Osinji struk” omogućava veliku pokretljivost abdomena, što je veoma važno pri polaganju jaja u uzanim “ćelijama” gnezda.

• Bočni pogled opšteg izgleda tela pčela sa glavnim strukturama

• Aculeata su podgrupa Apocrita i tu se ubrajaju: mravi, pčele i ose lovci (predatori). • Ime Aculeata potiče od lat. Aculeus=mač, a odnosi se na žaoku, koju pčele koriste za odbranu. • Žaoka je modifikovana legalica (ovipozitor), koja kod ove grupe gubi ulogu polaganja jaja. • Ona direktno izlaze iz tela u osnovi leglice.

• Bočni pogled na žaočni aparat medonosne pčele.

• Usni aparat pčela je prilagođen za sisanje nektara, ali i grickanje polena, a takođe koriste vilice i u izgradnji gnezda. • Posebna grupa osa od kojih su nastale pčele, pripada familiji Sphecidae, čiji se današnji predstavnici nazivaju i ose lovci (ose kopačice).

• Osnovna razlika između njih je u ponašanju. • Ženke Sfecida ubadaju žaokom plen (insekte), parališu ih i odnose u gnezda, tako da su njihove larve karnivorne. • Ženke pčela koriste žaoku samo u odbrani. Sakupljaju polen i nektar, tako da su njihove larve vegeterijanci. • Pčele imaju puno zajedničkih morfoloških karakteristika sa Sfecidama, naročito u toraksu i srednjem delu tela.

• Pronotum ne dodiruje tegule – jedinstvena osobina za Sphecidae i pčele.

• Pčele se razlikuju od Sfecida po razgranatim dlačicama na telu i po proširenom bazalnom segmentu na zadnjim tarzusima. • Položaj pčela među ostalim Hymenopterama, po važećoj klasifikaciji:

Primer potpune klasifikacije za 3 vrste pčela.

• Pčele su nasledile od Sfekoidnih osa dve važne osobine: – Mesta za gnežđenje i – Način razvića.

• Gnezde se kopajući šupljine u zemlji ili suvom drvetu, u već postojećim šupljinama, ili aktivno izgrađuju isturena gnezda koristeći različite materijale koje sakupljaju: npr. blato ili smolu. • Pčele su nasledile i način pronalaženja svog gnezda nakon sakupljačkog izleta.

• Pčele memorišu bliske i udaljene tačke od gnezda, stvarajući mentalnu mapu pozicije gnezda u odnosu na te tačke. • Tokom izgradnje gnezda, ženke obavljaju tzv. orjentacione letove. • Orjentacija prema sunčevom kompasu. • Karl von Frish – Apis mellifera – 1967. • “The Dance Language and Orientation of Bees” Nobelova nagrada.

Razviće pčela • Sve Hymenoptera imaju 4 stadijuma u razviću: jaje, larva, lutka i adult (potpuna metamorfoza). • Kod većine Hymenoptera ishrana larvi se razlikuje od ishrane adulata, a pčele su izuzetak. • Jaje pčela je biserno belo, kobasičasto i blago savijeno. Kod visoko socijalnih pčela, gde matica polaže veliki broj jaja u toku dana, jaja su sitnija i dugačka 1,5-2 mm. • Solitarne pčele imaju manji broj relativno krupnih jaja (npr. Xylocopa sp. jaje i do 15mm).

• Izleganje larve posle nekoliko dana. Boja larvi je bela, bez nogu, pa su sa ograničenom moći pokretanja. • 13 telesnih segmenata, sa redukovanim čulnim organima. • Antene su kao par sitnih kvržica, dok oči nisu razvijene. • Larve se aktivno (stalno) hrane i brzo rastu. • Neke vrste dodaju polen i nektar u ćelije redovno, na zahtev larve; druge ih hrane samo jednom u vidu krupnog, vlažnog grumena polena na koje polažu jaje. • Presvlače se 4-5 puta. • Pošto su larve pčela bukvalno na hrani, problem je sa defekacijom. • Srednje i zadnje crevo larvi su odvojeni sve dok ne završe sa ishranom. Sledi defekacija.

• Larve mnogih pčela ispredaju kokon (čauru) posle defekacije. • Kokon predu od svile koju luče preko žlezdanih otvora na labijumu, odmah ispod usta. • Kokoni su obično građeni od dva sloja. • Poslednji stupanj larve koji se ne hrani naziva se prepupa (predlutka). • Traje duže od larvalnog perioda; prezimljavanje je kod mnogih vrsta pčela u ovom stupnju. • Pupa – lutka (ne hrani se); • Adulti za širenje areala i razmnožavanje. Različite su životne strategije (od solitarnih do socijalnih) i mesta za gnežđenje (od prostih šupljina do izgradnje složenog saća).

• Ženke pčela kontrolišu pol svog potomstva. • One čuvaju spermu posle parenja u spermateci, organ koji je povezan sa oviduktom gde jaja prolaze pri polaganju. Ženke imaju mišićnu kontrolu nad spermatekom. • Otvaranjem i otpuštanjem sperme na jaje koje prolazi, ženka može oploditi jaje – rezultat je ženka. Iz neoplođenih jaja, razvijaju se mužjaci. • Ovakva sposobnost regulacije pola potomstva je važna kod pčela koje se gnezde u cevastim šupljinama, zato što legu mužjačka jaja blizu izlaska iz gnezda, pa mužjaci prethode ženkama tokom prolećnog izleganja. • Za socijalne vrste je važno vreme produkovanja mužjaka, prema dostupnosti hrane tokom sezone.

Familije pčela • 11 recentnih familija pčela • Prema nekim autorima: samo familija Apidae, dok sve ostale dobijaju status podfamilije.

• Fam. Apidae su primarno socijalne. • Colletidae, Andrenidae, Halictidae, Anthophoridae i Megachilidae su u velikoj većini solitarne, osim nekih pojedinačnih vrsta koje imaju socijalni način života. • Ostalih 5 familija su striktno solitarne vrste. • Dugorilične (Halictidae, Anthophoridae, Megachilidae i Apidae). • Kratkorilične (ostalih 7 familija), smatraju se primitivnijim. • Postoje 4 načina nošenja polena kod vrsta koje se gnezde:

• Hylaeinae (Colletidae) nemaju posebnih struktura za nošenje polena na telu, one ga gutaju i prenose u želudcu. • Megachilidae i Fideliidae, prenose polen četkom koja se nalazi ventralno na abdomenu (ventralna skopa). • Apidae (neparazitske), prenose polen u polenovim korpicama (korbikulama) na tibijama zadnjih nogu. • Kod svih ostalih vrsta koje se gnezde, razvija se skopa od dlačica na zadnjim nogama.

• U svetskoj fauni je opisano oko 25 000 vrsta pčela (prevazilaze sve vodozemce i gmizavce=5500; ptice=8600 i sisare=3500). • Po oko 4000 vrsta u Severnoj Americi, Evroaziji i Africi. • Blizu 7000 vrsta u Južnoj Americi i • Oko 3000 vrsta u Australiji. • Nalaze se svuda gde je prisutna vegetacija.

• Najveći diverzitet vrsta pčela u veoma toplim i u umerenim zonama. • Polu pustinje i predeli pod šipražjem na jugoistoku SAD, severu Argentine, južna Afrika, delovi Australije, Mediteran, srednji istok i suve stepe južne centralne Azije. • Socijalne vrste sa stalnim kolonijama su češće u vlažnim tropima, gde su cvetovi dostupni tokom čitave godine. • Solitarne vrste su češće u sezonskim klimatima, sa brojnim cvetovima tokom sezona.

• Kao i u drugim grupama životinja, Australijska fauna sadrži najviše primitivnih formi pčela. Oko 40% Colletidae, dok ih npr. u Severnoj Americi ima manje od 5%. • Prema geografskim oblastima koje naseljavaju: samo nekoliko vrsta su Holarktičke (Megachile centuncularis, Bombus pratorum, Anthophora furcata). • Nekoliko vrsta su široko rasprostranjene u Paleotropiku. • Neke su sa ograničenim rasprostranjenjem na svega 100-nak km2.

• Deo Neotropika (južna i centralna Amerika) imaju najveći diverzitet pčela. • Nekoliko vrsta pčela je introdukovano iz Evrope u Ameriku. • Slučajna introdukcija: Megachile rotundata – glavni oprašivač lucerke u Severnoj Americi.