Войти
| Bombus ternarius | |
|---|---|
 | |
| Статус сохранения | |
 . Наименее опасен (МСОП 3.1 ) | |
| Научный классификация | |
| Домен: | Eukaryota |
| Царство: | Animalia |
| Тип: | Arthropoda |
| Класс: | Insecta |
| Отряд: | Hymenoptera |
| Семья : | Apidae |
| Род: | Bombus |
| Подрод: | Pyrobombus |
| Виды: | B. ternarius |
| Биномиальное имя | |
| Bombus ternarius . Say, 1837 | |
Bombus ternarius, широко известный как шмель с оранжевым поясом или трехцветный шмель, это желтый, оранжево-черный шмель. Это наземное гнездящееся социальное насекомое, чей цикл колоний длится только один сезон, распространено на северо-востоке Соединенных Штатов и большей части Канады. Шмели с оранжевым поясом кормятся на Rubus, Goldenrods, Vaccinium и молочаях, встречающихся по всему ареалу колонии. Как и многие другие представители этого рода, Bombus ternarius демонстрирует сложную социальную структуру с репродуктивной кастой королев и множеством сестринских рабочих, занимающихся добычей пищи, уходом и обслуживанием гнезда, разделенными между подчиненными.
Рисунок B. ternarius развернутый Б. ternarius - небольшой, довольно стройный шмель. Королева имеет длину 17–19 мм (0,67–0,75 дюйма) и ширину брюшка 8,5–9 мм (0,33–0,35 дюйма). Длина рабочих составляет 8–13 мм (0,31–0,51 дюйма), а дронов - 9,5–13 мм (0,37–0,51 дюйма). И рабочий, и трутень имеют брюшко примерно 4,5–5,5 мм (0,18–0,22 дюйма) в ширину.
У королевы и рабочих черные головы с несколькими бледно-желтыми волосами. Передний и задний грудная клетка и первый и четвертый брюшные сегменты желтые, 2-3 брюшные сегменты оранжевые, а концевые сегменты черные. Королева и рабочие очень похожи друг на друга, и самая разительная разница между ними заключается в размере их жировых отложений. У рабочих очень мало жира, особенно в брюшной полости, оставляя достаточно места для медового желудка, увеличенного пищевода, в котором нектар может храниться во время походов за кормом. Напротив, у молодых маток живот в основном полон жира. Это приводит к тому, что королевы тяжелее для своего размера, чем рабочие.
У дрона желтая голова с несколькими черными волосками. Окраска грудной клетки и брюшка аналогична окраске самок, за исключением того, что последние сегменты брюшка желтые по бокам. Мех трутня длиннее, чем у самок.
Б. huntii, другой вид шмелей, распространенный на западе США, по окраске почти идентичен B. ternarius, хотя у него в основном желтые волосы на лице, а не черные.
Диапазон распространения B. ternarius отмечены желтым B. ternarius в основном обитает в северных частях США и большей части Канады. Их диапазон простирается от Юкона до Новой Шотландии и Британской Колумбии. Их территория в США простирается от Нью-Йорка и Пенсильвании до Мичиган, Вашингтон, Вайоминг, Юта и Монтана. Шмели наиболее успешны в северном умеренном климате, но их редко можно встретить южнее.
B. ternarius, как и большинство представителей этого рода, сезонны, что означает, что матка выходит из спячки в конце апреля, чтобы создать новую колонию. Рабочие шмелей летают с мая по октябрь, когда вся колония умирает (за исключением зимующих маток), чтобы снова начать цикл.
В конце апреля матка выходит из спячки. под несколькими дюймами рыхлой почвы или опавших листьев и начинает поиск места для гнездования. Bombus ternarius предпочитает гнездиться под землей в небольших и неглубоких полостях, таких как норы грызунов или естественные расщелины. Она летит низко к земле, часто останавливаясь, чтобы исследовать дыры в земле, и как только будет найдено подходящее место для гнезда, она собирает пыльцу и нектар, чтобы поддержать свое будущее потомство. Затем королева выделяет защитный восковой налет и строит рощу, где откладывает оплодотворенных яиц, которым суждено стать первыми из новых рабочих. Королева садится на яйца, обеспечивая тесный контакт между брюшной поверхностью ее живота, грудной клетки и яйцами. Этот тесный контакт позволяет матке высиживать свой выводок с теплом, которое она генерирует пульсирующими сокращениями в ее брюшке.
Эти яйца проходят четыре стадии жизненного цикла, начиная с яйца, затем личинки, куколка, и примерно через месяц после откладки яйца появляются взрослые рабочие. Учитывая, что весь жизненный цикл колонии длится всего около сезона, инкубация необходима, поскольку она ускоряет развитие первых рабочих. Однако производство такого огромного количества тепла невероятно дорого обходится королеве. Королева использует около 600 мг сахара в день для высиживания выводка. Чтобы получить такое количество энергии, ей может потребоваться посетить до 6000 цветов. Естественно, во время ее отсутствия выводок быстро остывает, поэтому наличие обильных и полезных цветов рядом с местом гнездования имеет жизненно важное значение.
Только что вылупившиеся рабочие берут на себя обязанности по поиску пищи и расширению гнезда. Рабочие также помогают в инкубации яиц и личинок. Количество гнезд B. ternarius редко превышает 200 особей.
В конце лета матка переключается на откладывание неоплодотворенных яиц, которые превращаются в трутней-самцов, предназначенных для размножения. Ближе к концу своей жизни королева возвращается к откладыванию оплодотворенных яиц. Эти яйца дают начало новым маткам-самкам. Корм для кормления новых взрослых маток. Они используют гнездо для укрытия, но новые королевы не вносят вклад в запасы пищи гнезда. В это время новые королевы спариваются с бродячими трутнями-самцами, накапливают запасы жира и наполняют свой нектарный урожай медом, чтобы выжить в зимней спячке. Остальная часть колонии, включая старую королеву, умирает в середине осени.
Дрон B. ternarius ищет себе пару У дронов в жизни одна функция: воспроизводство. Они летают по кругу и наносят феромон на видные места, такие как стволы деревьев, камни, столбы и т. Д., Чтобы привлечь только что вылупившихся маток. Новая королева следует по феромонному следу и спаривается с самцом.
Спаривание у B. ternarius обычно происходит на земле или в растительности. Самец садится на самку, хватая ее за грудную клетку, затем королева протягивает свое жало, а самец вставляет свою генитальную капсулу. Время спаривания широко варьируется от 10 до 80 минут, причем сперма передается в течение первых двух минут спаривания. Во время спаривания и самец, и самка уязвимы для хищников. После завершения передачи спермы самец выделяет липкое вещество, которое затвердевает в пробку, которая блокирует новые сперматозоиды примерно на три дня. Это не позволяет другим самцам оплодотворять одну и ту же матку и конкурировать за оплодотворение яиц. Пробка помогает снизить конкуренцию и увеличивает эволюционный успех первого самца.
. У отдельных колоний несколько разные репродуктивные стратегии. Около половины ферзей применяют стратегию раннего переключения, которая производит в основном мужчин-трутней, а другая половина придерживается стратегии позднего переключения, в результате чего в основном появляются новые королевы. Из-за этого соотношение полов самок и самцов шмеля отличается от стандартного перепончатокрылых соотношения три к одному, предложенного гипотезой гаплодиплоидии, и находится ближе к равному соотношению полов. Одна из гипотез предполагает, что причина, по которой соотношение полов шмелей отличается от характерного соотношения полов перепончатокрылых, заключается в принятии решения маткой. Она может выбрать стратегию ранней смены, производящей самцов, или позднюю смену, производящую матку. У рабочих пчел нет другого выбора, кроме как согласиться с выбором королевы. Обычно рабочие будут работать над изменением соотношения в сторону преобладания самок, но в случае B. ternarius это неблагоприятно скажется на эволюционном успехе рабочих.
Для всех перепончатокрылых, пол определяется количеством хромосом, которыми обладает человек. Оплодотворенные яйца получают два набора хромосом, по одному от каждого родителя, поэтому личинка развивается в диплоидных самок, в то время как неоплодотворенные яйца содержат только один набор хромосом от матери, поэтому развиваются в гаплоидных самцов или дроны. Акт оплодотворения находится под добровольным контролем королевы-откладывающей яйца. Это явление называется гаплодиплоидией.
. Однако реальный генетический механизм определения пола гаплодиплоидом у шмелей более сложен, чем простое число хромосом. У шмелей пол фактически определяется одним локусом гена с множеством аллелей. Гаплоиды в этом локусе - мужские, а диплоиды - женские, но иногда диплоиды будут гомозиготными по половому локусу и вместо этого разовьются как мужские. Это особенно вероятно у человека, родители которого были братьями и сестрами или другими близкими родственниками. Известно, что диплоидные самцы образуются в результате инбридинга у многих видов муравьев, пчел и ос. Диплоидные самцы с двойным родителем обычно бесплодны.
Одним из следствий гаплодиплоидии является то, что у самок больше общих генов со своими сестрами, чем со своими собственными дочерьми. Из-за этого сотрудничество между родственными самками может быть необычно выгодным, и была выдвинута гипотеза, что оно вносит вклад в множественное происхождение эусоциальности у шмелей и других перепончатокрылых. Во многих колониях пчел, муравьев и ос рабочие самки удаляют яйца, отложенные другими рабочими, из-за повышенного родства с прямыми братьями и сестрами, явление, известное как контроль рабочего.
Все оплодотворенные яйца способны развиваться в представителей любой касты, превратится ли личинка в рабочего или в королеву, независимо от того, когда они были заложены во время развития колонии. Некоторые данные свидетельствуют о том, что шмели могут определять касту личинки, кормя ее специальной диетой. Личинок кормят смесью пыльцы и нектара в сочетании с белками, выделяемыми взрослыми пчелами. Эти белки в основном представляют собой инвертазу и амилазу, продуцируемые в гипофарингеальной железе. Эта смесь срыгивается и подается личинкам в виде капель. Будущие королевы могут получать дополнительные выделения желез, но с точки зрения общего белка, пыльцы и углеводов в пищевой смеси, личинки всех каст получают одинаковые пропорции. Пчелы-медсестры кормят личинок маток, рабочих и самцов, используя содержимое одного и того же урожая, поэтому маловероятно, что существует значительная разница в пище, потребляемой личинками разных каст.
Экспериментально голодающими личинками., Pereboom et al. смогли продемонстрировать, что личинки производят сигнал, который побуждает рабочих кормить их. Это говорит о том, что скорость кормления личинок может, по крайней мере, частично контролироваться личинками. Если бы кормление играло роль в определении касты, это означало бы, что личинки имеют частичное право голоса в определении своей будущей касты. Таким образом, личинкам, возможно, придется принять экономическое решение относительно того, что выгоднее - стать рабочим или матерью.
Более многообещающее объяснение определения каст включает в себя феромон, выделяемый текущей маткой. Королева выделяет феромон, к которому личинки чувствительны, через два-пять дней после выхода из яйца. Присутствие феромона вынуждает личинку вступить на необратимый путь развития в качестве рабочего. Отсутствие этого феромона заставляет личинку становиться королевой. Феромон еще не идентифицирован, но доказательства его существования убедительны. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что феромон не переносится по воздуху, а передается напрямую от пчелы к пчеле и от взрослых особей к личинкам. Личинки, отделенные от матки тонкой сеткой, превратились в маток, но если рабочих регулярно перемещать со стороны матки на сторону, на которой находились личинки, то личинки развивались как рабочие.
Основные посещенные заводы: Rubus, Goldenrods, Vaccinium и молочая. B. ternarius поедает и собирает нектар и пыльцу. Нектар хранится в специальном внутреннем мешочке, который называется урожаем, а пыльца собирается на волосках на теле шмеля. Шмель толкает зерна пыльцы к задним лапам, откуда пыльца попадает в корзину для пыльцы. В гнезде срыгивают содержимое нектара, где его смешивают с ферментами и дают ему высохнуть на воздухе. По мере высыхания смеси нектара и ферментов образуется мед. Пыльца смешивается с нектаром и медом, чтобы создать для личинок богатую белком пищу.
До появления медоносных пчел, шмели были единственными производящими мед пчелами в Северной Америке; однако производятся только небольшие количества.
Шмели-матки и рабочие могут ужалить. В отличие от укусов медоносных пчел, у жала шмеля отсутствуют гарпунные зазубрины на конце жала, поэтому B. ternarius может многократно ужалить без риска выпотрошить себя и умереть. B. ternarius обычно не агрессивен, но будет ужалить, защищая свое гнездо, или когда ему угрожают или провоцируют.
B. ternarius, как и другие представители рода Bombus, живут в эусоциальных колониях, в которых особи в группе действуют как один мультиорганизм суперорганизм. Эусоциальность могла развиться у предка шмеля в результате того, что потомство оставалось в гнезде взрослым, чтобы помочь вырастить детенышей своей матери. Эволюцию эусоциальности можно объяснить теорией Гамильтона инклюзивной приспособленности. В основном бесплодные рабочие добывают пищу и заботятся о потребностях колонии, в то время как королева отвечает за воспроизводство и создание новых поколений рабочих. Ближе к концу жизненного цикла колонии рабочие толкают королеву, поедают ее яйца и пытаются отложить яйца самостоятельно. Рабочие не полностью стерильны, несмотря на неспособность к спариванию, так как у них есть яичники. Рабочие яйца всегда развиваются в самцов. Королева обычно отвечает агрессивно по отношению к рабочим и пытается съесть яйца рабочих. Однако в некоторых случаях ответные действия королевы оказываются недостаточными, и агрессивные репродуктивные рабочие шмелей убивают ее.
Б. ternarius добывает пищу льняной жабой (Linaria vulgaris) Полет шмелей требует больших затрат энергии. По оценкам, уровень метаболизма шмеля находится на пределе, превосходящем даже уровень метаболизма колибри, поэтому эффективный поиск пищи и правильное принятие решений имеют первостепенное значение, иначе рабочие рискуют чистой потерей энергии. Пыльца богата белком, необходимым для полета, но ее труднее собрать, чем нектар. Шмели проявляют индивидуальное обучение. Новые сборщики пыльцы, как правило, возвращаются легче примерно с первых 10 походов за кормом, что позволяет повысить эффективность сбора пыльцы, пока она не достигнет плато примерно через 30 поездок. Кроме того, шмели имеют тенденцию собирать пыльцу в сухих условиях и при более низкой влажности, предположительно потому, что комки пыльцы более сухие, что облегчает добычу пищи. По этой причине более опытные и пожилые работники склонны собирать пыльцу. Такой подход означает, что неопытные фуражиры тратят меньше энергии и больше пыльцы возвращается в гнездо, что увеличивает эволюционный успех колоний.
Мало что известно о точном ареале кормодобывания, но диапазон шмелей в среднем составляет до 6 км (3,7 мили), который может быть увеличен до 20 км (12 миль), когда ресурсы ограничены.. Можно было бы предсказать, что ближайшие к гнезду пищевые участки будут наиболее посещаемыми, поэтому в них будет меньше всего несобранного нектара и пыльцы. Возникает компромисс между расходом энергии в полете и конкуренцией между рабочими. Этот эффект побуждает рабочих исследовать дальше от гнезда в поисках корма. Некоторые предполагают, что шмели отваживаются пройти дальше своего гнезда, потому что поиск пищи возле гнезда может привлечь нежелательное внимание хищников и, следовательно, поставить под угрозу успех колонии. Эта гипотеза хищников, однако, часто отвергается, так как она мало влияет на ареал кормодобывания шмелей.
Шмели часто не наполняют свой нектарный урожай полностью во время кормления. Это явление лучше всего объясняется с помощью теоремы о предельной стоимости. Вес нектара в нектарном урожае добавляет дополнительные затраты энергии на полет, поэтому сильно загруженный шмель расходует значительно больше энергии до точки убывающей отдачи. В зависимости от дальности полета, полностью заполненный урожай может привести к тому, что шмель сожжет больше энергии, чем мог бы вернуть частично заполненный урожай.
Основная роль матки - воспроизводить и воспроизводить обеспечить постоянный приток новых рабочих в колонию. Рабочие шмели несут ответственность за большинство других дел, таких как добыча пищи, уход за гнездом и уход за личинками. Молодые рабочие обычно начинают жизнь как рабочий, где большую часть времени посвящают работе в гнезде. Воск у шмелей выделяется из нижней части живота рабочего. Способность отдельных шмелей вырабатывать воск начинается примерно на второй день взрослой жизни, но начинает снижаться после первой недели. Поскольку воск требуется только внутри гнезда, молодые рабочие предрасположены к работе внутри гнезда, такой как уход за гнездом. По мере взросления шмели с большей вероятностью переключатся с работы в гнезде на поиск пищи. Более того, новые собиратели обычно собирают нектар и по мере старения переходят на сбор пыльцы. Давным-давно было замечено, что собиратели различных видов шмелей, как правило, в среднем крупнее пчел, выполняющих работу внутри гнезда. Эту тенденцию лучше всего можно объяснить наблюдением, что более крупные рабочие обычно переключаются с работы в гнезде на добычу пищи раньше, чем мелкие рабочие. Самые маленькие рабочие никогда не переключаются на добычу пищи и остаются работниками в гнезде всю свою жизнь.
Bombus ternarius впервые был назван Томасом Сэем в 1837 году. Латинское для жужжания и относится к звуку, издаваемому насекомыми. Специфическое имя ternarius относится к числу три, которое относится к трем цветам шмелей.
 | Wikimedia У Commons есть средства массовой информации, связанные с Bombus ternarius. |
