«Оценка морфологии медоносных пчел кугарчинского района как метод реализации компетенций учащихся»

Одной из основных пород, разводимых в регионах Российской Федерации (РФ), в том числе Республике Башкортостан считается темная европейская или среднерусская медоносная пчела (Apismelliferamellifera L. 1758). Данная порода, как и все существующие в других странах, представлена многообразием популяций: пермская, дальневосточная, самарская, татарская, башкирскаяи др. (Кривцов Н.И., 2009; Черевко Ю.А., Аветисян Г.А.,2007; Бородачев А.В. и др., 2015). С точки зрения биологии, представленные популяции медоносных пчел наиболее приспособлены к данным территориям, устойчивы к возбудителям различных вирусных, грибковых и других заболеваний, представляют собой ценный биогенетический материал для племенной работы, а также имеют огромное историческое, а в некоторых случаях и этнографическое значение для коренного населения(Броварский В.Д., 2000; Моисеева И.Г., Уханов С.В. и др., 2006).

К большому сожалению, развитие человеческого общества в большинстве случаев приводит к разрушительным процессам в природных экосистемах. Данная ситуация коснулась и медоносной пчелы, так как она является одним из основных биологических объектов, которая переживает высокие темпы интродукции, на фоне воздействия экотоксикантов различного происхождения.

При этом по сведениям специалистов в последние годы наблюдаются существенное снижение уровня адаптированности популяций к окружающей среде, сокращение численности пчелиных семей, распространение возбудителей болезней, а также изменение морфологических признаков пчелиных особей (Ломаев Г.В., Колбина Л.М., 2004; Иванцов Е.М., 2017; Земскова Н.Е. и др., 2017).

В сложившейся ситуации научно-практическую значимость приобретает проведение регулярных изысканий в области инвентаризации внешних морфологических признаков медоносных пчел для выявления сохранности их аборигенных групп.

Цель работы: исследовать морфологические признаки медоносных пчел на частной пасеке, расположенной вс. Мраково Кугарчинского района Республики Башкортостан и разработать методику реализации результатов исследований диссертации в образовательном пространстве.

Были поставлены следующие задачи:

1. Оценить экстерьерные признаки рабочих особей Apismellifera L на частной пасеке Кугарчинского района Республики Башкортостан (РБ);

2. Исследовать и изучить фенотипическую структуру (классы морфотипов и ширина волосяной каймы на брюшке) Apismellifera L.M данной пасеке;

3. Разработать урок по пчеловодству для предпрофильных и профильных классов общеобразовательных учреждений.

Научная новизна работы. Впервые проведена оценка фенотипической структуры Apis mellifera L. на территории Кугарчинского района РБ.

Теоретическая и практическая значимость работы. Мониторинг морфологических признаков Apis mellifera L. на данной территории является одним из важных приоритетных действий по стратегии сохранения «культурного биоразнообразия». Полученные в работе результаты служат основой для зоотехнических и экологических исследований и разработки мер по сохранению биоразнообразия медоносных пчел в регионе.

Макаров Ю.И. с соавторами писали (1999), что в соответствии с действующим законодательством о природных ресурсах Российской Федерации и охране окружающей среды формируется и развивается единая государственная система экологического мониторинга страны, основными составляющими которой считаются агрономический и лесной мониторинг, в рамках экологического. Как указывают авторы, проведение экологического мониторинга позволяет раскрыть объективную картину биосферы, меняющуюся в последние десятилетия в результате вышеперечисленных факторов. На наш взгляд, в данном направлении одним из основополагающих моментов является проведение количественной и качественной инвентаризации видов флоры и фауны регионов (Макаров Ю.И. и др., 1999; Каскинова М.Д. и др., 2016).

В России экологические исследования начаты сравнительно недавно, но уже можно говорить о целесообразности использования в биологическом (экологическом) мониторинге. Тело пчелы (ткани), мед, воск, пыльца, перга, прополис, в которых накапливаются различные экологические токсиканты, дают информацию о загрязнении внешней среды. В тоже время, многочисленными исследованиями установлено, что пчелы, собирая нектар и пыльцу с загрязненных растений, подвергаются смертельному риску (Макаров Ю.И. и др., 1999;

Конусова О.Л. и др., 2009; Маннапов А.Г., Губайдуллин В.М., 2009; Маннапов А.Г. и др., 2016).

Массовая гибель пчел, наблюдаемая в последнее время, вызывает особую озабоченность пчеловодов во всем мире. Во многих случаях предполагается, что это результат взаимодействия многих факторов, но решение, прежде всего, заключается в проведении регулярного мониторинга (Саттаров В.Н. и др., 2011; Саттаров В.Н., 2014; Саттаров В.Н. и др., 2014; Земскова Н.Е. и др., 2015; Еськов Е.К., 2016; Масленникова В.И. и др., 2016;Ильясов Р.А. и др., 2017).

По мнению некоторых авторов, число биотических факторов, влияющих на медоносную пчелу, намного превышает число абиотических. Однако, с учетом техногенного прогресса и увеличения способности человека манипулировать популяциями животных, основным фактором, конечно же является абиотический (Алтухов В.В., 2003; Газизов Р.И., 2007; Удалов М.Б. и др., 2010; Саттаров В.Н. и др., 2011; Саттаров В.Н., 2014; Саттаров В.Н. и др., 2014; Брагазин А.А. и др., 2015; Чащухин В.А., Лаптева И.С., 2009, 2011).

Р.А. Ильясов с соавторами (2017) выделяют семь причин смертности семей пчел Apismelliferamellifera, к которым, по их сведению, относятся: обработка пестицидами энтомофильных культур, опыляемых медоносными пчелами; применение сильнодействующих антибиотиков для лечения инфекционных заболеваний пчел, которые приводят к снижению их адаптированности и иммунитета; распространение паразитических заболеваний пчел; поражение нозематозом, вызываемым микроспоридиями рода Nosema; внутривидовая гибридизация; неблагоприятные факторы окружающей среды (Ильясов Р.А. и др., 2017).

Е.М. Иванцов резюмируя исследования ряда авторов, отмечал, что перенос биологического материала (или интродукция)Apis mellifera из одних природно-климатических зон и регионов в другие, с целью повышения продуктивности и увеличения опылительной деятельности, способствовала и способствует процессам гибридизации (метизация). В результате в ареалах локальных популяций среднерусского подвида (или породы) сформировались и, на сегодняшний день, распространяются пчелы различных генетических и фенотипических форм, возможно характеризующиеся как переходные группы в эволюционном процессе (Бородачев А.В. и др., 2018; Гранкин Н.Н., 1997; Иванцов Е.М., 2017).

На основе литературных и экспериментальных данных Е.М. Иванцов (2017), писал, что формирующиеся в природных ареалах медоносных пчел помеси имеют не известную биологическую субстанцию (Саттаров В.Н., 2000, 2007, 2011, 2012; Саттаров В.Н. и др., 2010, 2014а, 2014б), которая в результате отрицательного экологического влияния проявляется в виде морфологических изменений и мутаций. Автор указывал, что в перспективе, данная ситуация, приводит к полному нарушению жизненных свойств и признаков, как отдельных особей, так и структур популяций Apis твШ/вгав целом (Иванцов Е.М., 2017).

Ильясов Р.А. с соавторами (2008), ссылаясь на сведения зарубежных исследователей,писали: «Естественный ареал Apis melliferaL. охватывает всю Африку, Европу и Ближний Восток. Отличительная черта вида - значительная внутривидовая дифференциация и на данный момент общепризнано существование 25 подвидов. Только один подвид, ApismelliferamelliferaL. (темная европейская, темная лесная, она же среднерусская), освоил лесостепную и лесную зоны Северной Европы, что делает его ценным для пчеловодства северных стран» (Руттнер Ф., 1969; Ильясов Р.А. и др., 2008; Ильясов Р.А. и др., 2016).

С учетом актуальности сохранения таксономической чистоты медоносных пчел, Ильясов Р.А. с соавторами (2008), отмечал, что в результате непрерывного ввоза пчел с южных, в северные и центральные регионы, произошла массовая гибридизация аборигенных пчел (среднерусских). К сожалению, данные процессы охватили не только территорию России, но и другие страны, которые являются поставщиками племенного материала некоторых пород пчел, например: в Германии массовый ввоз Apismelliferacarnicaв 40-х гг. Х1Хв. привел почти к замене местных пчел Apismelliferamellifera. Аналогичная ситуация произошла и на большей части территории скандинавских стран и Британских островов, где сейчас разводят Apismelliferaligusticaи Apismelliferacarnica(ttnbKCOB Р.А. и др., 2008; Руттнер Ф., 2006).

С учетом того, что на пасеки северных и центральных регионов Российской Федерации достаточно большое количество завозят племенной материал из Краснодарского края, стоит отметить о публикации результатов мониторинга морфометрических признаков рабочих пчел, проведенных на данной территории И.А. Моревым и А.А. Мойся (2017).

По итогам работ авторы отмечают, что к серой горной кавказской породе можно отнести популяции Мацесты, станиц Павловская, Динская, Упорная и Мезмай; к карпатской породе можно отнести Краснодарскую, Бжедухаевскую, Мостовскую и Ейскую популяции; Анапская, Апшеронская и популяция из Тимахи - помесные формы карпатской и краинской пород; Белореченская популяция - может быть среднерусской или породным типом среднерусской породы «Приокский». Делая вывод И.А. Морев и А.А. Мойся, пишут: «Следовательно, подтверждаются опасения о вытеснении аборигенной породы Северо-Западного Кавказа. Лишь 5 из 15 исследованных популяций соответствуют серой горной кавказской. Краинскую породу начали ввозить в край, она сильно подавляется и вытесняется карпатской породой». Исходя из представленных фактов, можно сказать, что существует большая вероятность того, что на пасеки северных и центральных регионов России завозится племенной материал не известного происхождения. Данная ситуация, конечно же, влияет на таксономический статус медоносных пчел, как сохранившихся локальных популяций среднерусского подвида, так и в целом на биоматериал региона (Морев И.А., Мойся А.А. 2017).

В Америку европейские колонисты завозили, прежде всего, темную лесную пчелу. В 1638 г. эти пчелы появились в Новой Англии, в 1763 г. - в Западной Флориде и на Кубе, в 1780 г. - в Кентукки, в 1781 г. - в Санто-Доминго, Гаити, в 1792 г. - в Нью-Йорке, в 1797 г. - в Миссисипи, в 1839 г. - в Австралии, в 1848 г. - в Рио-де-Жанейро, в 1865 г. - в Бразилии (Плахова А.А., 2005).

Несколько позднее началась экспансия итальянских пчел: в 1843 г. они уже были в Швейцарии, в 1855 г. - в Америке, где стали вытеснять темных пчел. В США они прекрасно освоились, и современное промышленное пчеловодство этой страны базируется на пчелах этой породы (Плахова А.А., 2005).

В 1859 г. итальянок завезли во Францию и Англию, в 1861 г. - в Бразилию. По разным источникам, в Австралии итальянки появились в 1822 г., а также в 1862 г.

В 1867 г. в США появились египетские пчелы, в 1877 г. - кипрские, в 1880 г. - кавказские. В начале 80-х годов Бентон и Дадан завезли в США краинских пчел. В 1897 г. в США уже работал питомник кавказских пчел.

По сообщению K. NowottnictaS. Spiewok(2009), первые сведения о появлении европейских пчел в Азии относятся к седьмому столетию.

Учитывая происходящие процессы гибридизации пчел среднерусского подвида во всех странах, Р.А. Ильясов, А.В. Поскряков и А.Г. Николенко (2017) в работе «Молекулярно-генетические и биохимические методы оценки таксономической принадлежности семей пчел» отмечают, что в 77 популяциях темной лесной пчелы Apismelliferamellifera из Англии (8 семей), Франции (15 семей), Бельгии (3 семьи), Дании (10 семей), Нидерландов (15 семей), Швейцарии (6 семей), Шотландии (10 семей) и Норвегии (10 семей) путем анализа полиморфизма был определен уровень интрогрессии «южных» генов 1183 SNPs. Уровень интрогрессии «южных» генов в обычных популяциях пчел - 30 %, тогда как в охраняемых популяциях заповедников и национальных парков - 8 %. Это свидетельствует о том, что охраняемые популяции пчел не полностью защищены от интрогрессии «южных» генов (Ильясов Р.А. и др., 2017).

Ф.В. Льен с соавторами, проведя морфометрический анализ рабочих особей медоносных пчел на территории Вьетнама, пишут о происходящих многолетних процессах эрозии генофонда пчел (Льен Ф.В. и др., 2018).

Н.И. Кривцов (2009) писал: «Во второй половине XIXстолетия карника из Крайны (Словения) рассылалась по всему миру. Пчел продавали в так называемых крестьянских ящичных ульях, вполне пригодных для перевозки. Так, в 1908 г. по железной дороге их успешно доставили из Крайны в Тулу. Первые питомники кавказских пчел в России появились в 1866 г., а перед революцией 1917 г. их было уже более 40. Они в основном рассылали маток кавказских желтых долинных пчел. В России естественное расселение пчел дошел до Урала, а в Западную Сибирь их завез человек более 200 лет назад. В 1856 г. в Алма-Ате пчелы появились из Усть-Каменогорска, в Туркмении - в 1870 г., в Ташкенте - в 1872 г., в Самарканде - 1893 г. В 1896 г. их привезли в Закаспийскую область. На севере России пчелы появились сравнительно недавно. В 1895 г. их завезли в Архангельскую область» (Кривцов Н.И., 2009).

Брандорф А.З., Ивойлова М.М. и др., исследуя популяционно-генетическую дифференциацию пчел в Кировской области, отмечали, что интродукция иноземных пород, начавшаяся более ста лет назад с переходом от колодного к рамочному содержанию семей, привела к тому, что на территории области число семей среднерусской породы в настоящее время не превышает 8 % (Брандорф А.З. и др., 2012).

Авторы уточняли, что аналогичная ситуация наблюдается и в близлежащих регионах: Удмуртской Республике, Пермском крае, Коми-Пермяцком округе, Архангельской области и др. (Брандорф А.З. и др., 2012).

Некоторые изыскания проводились по оценке влияния летной активности на половое созревание трутней (Руттнер Ф., 2006). Известно, что существуют противоречивые сообщения относительно стимулирующего влияния полетов на способность к выворачиванию эндофаллуса. Ф. Руттнер пишет, что J. Woyke(1955, 1960) считает, что подобного влияния нет.

Исследования B. Mindt (1962) выявили низкую возбудимость трутней до их первого вылета. Также автор предполагает, что если дать возможность им вибрировать крыльями, держа их в руках, то это, в какой-то мере заменяет активный полет (или работа летательных мышц). Другой исследователь,

O. Mackensen (1955), установил, что у трутней имеющих возможность для полета пригодной для оплодотворения пчелиной матки спермы на 10 % больше, чем у сородичей, лишенных данной возможности.

Согласно, D.E. Howell и R.L. Usinger (1933), свободно летающие трутни живут около 54 дней. Также известно, что L. Kepena (1963) нашел, что после 21 дня жизни на пасеке остается примерно 50 % трутней, 30 дней - 25 % и после 51 дня - 5 %, соответственно.

Немного противоречивые сведения дает W. Drescher (1968), который пишет, что средняя продолжительность жизни трутней в июле составляет 23 дня, а после 40 дней остается примерно 3 % трутней.

Таким образом, проведенный анализ литературы по проблемам сохранения медоносных пчел позволяет отметить, что в настоящее время в пчеловодческой отрасли существуют задачи по восстановлению, сохранению, разведению племенного «чистопородного» материала локальных популяций среднерусского и других подвидов. От решения данного вопроса зависит, прежде всего, сохранения медоносной пчелы, как вида.

Исследователями данного вопроса отмечается, что доля медоносных пчел, представляющих собой гибридную группу, составляет примерно 60 % до 80 %, в зависимости от расположения пасек в административных районах республики. Несмотря на сложившуюся ситуацию, также известны и противоречивое мнение, характеризующее наличие некоторых процессов стабилизации породной структуры пчел на некоторых территориях. Учитывая данные факты, на современном этапе развития пчеловодства, научно-практическую и научную новизну имеют изыскания в области мониторинга морфологических признаков пчел, с целью выявления степени гибридизации и корректировки локальных и региональных программ по разведению.

Оценка полученных нами результатов по идентификации морфометрических признаков (классические морфометрические признаки, классы морфотипов и ширина волосяной каймы на брюшке) рабочих особей Apismelliferaна пасеке около села Мраково Кугарчинского района Республики Башкортостан позволяет отметить что на данной территории происходят процессы гибридизации и при сохранении представленной тенденции дальнейшее разведение будет способствовать распространению данной группы в Кугарчинском районе Республики Башкортостан.

ВЫВОДЫ

1. Оценка экстерьерных (морфометрических) признаков (длина хоботка, длина, ширина, площадь правого переднего крыла, тергита, стернита, воскового зеркальца, тарзального и кубитального индексов) рабочих особей Лр18тв1Щвгана пасеке около с. Мраково Кугарчинского района позволила установить не полное их соответствие породным стандартам среднерусского подвида, что является доказательством происходящих процессов гибридизации.

2. Проведенные исследования установили, что фенотипическая структура медоносных пчел на данной пасеке характеризуется пятью классами морфотипов (O, E, e, 1R, 2R) и тремя видами ширины волосяной каймы на брюшке (f - узкая, ff - средняя, F - широкая). Наличие данного биоразнообразия вызвана, прежде всего, процессами интродукции медоносных пчел на пасеке.

5. Билаш Г.Д. Селекция пчел. / Г.Д. Билаш, Н.И. Кривцов. М.: ВО Агропромиздат, 1991. - 305с.

+ еще 59 источников