0

Маточное молочко как основной компонент питания личинок пчел

Вылупившаяся из яйца личинка медоносной пчелы питается молочком, приготовляемым молодыми пчелами, так называемыми, пчелами-кормилицами. Эта пища содержит все вещества, необходимые для развития трех пчелиных особей: трутня, матки и рабочей пчелы. Маточные личинки получают молочко в течение всего личиночного риода, а рабочие и трутневые личинки — только первые три дня личиночной стадии, позднее их выращивают на смеси молочка, пыльцы и меда. Химический состав молочка приводился в последнее время в различных обзорных статьях (АРМБРУСТЕР, 1960; ГАЙДАК, 1970; ИОХАНССОН, 1955; 1958; РЕМБОЛЬД, 1961, 1964, 1965, 1974; ТАУНЗЕНД, 1962; УИВЕР, 1966). Там отражена также и более старая литература.

Преимущество интенсивного выращивания расплода станет очевидным, если принять во внимание точное разделение работ в пчелином «государстве». В активный сезон матка откладывает в день до двух тысяч яиц. Следовательно, около десяти тысяч ячеек с открытым расплодом различного возраста необходимо очень планомерно снабжать физиологически полноценным питанием. Эту задачу выполняют молодые пчелы, у которых сильно развиты фарингеальные железы, дегенерирующие после окончания выращивания расплода. Благодаря взаимодействию фарингеальных желез и медового зобика, что еще будет подробно разъяснено в дальнейшем, приготовляется маточное молочко. Кормовые железы выделяют оба основных компонента — липиды и протеин, а медовый зобик поставляет углеводы. Наряду с возможным благодаря этому рациональным кормлением расплода молочко медоносной пчелы выполняет еще решающую функцию в детерминации женских каст. В противоположность трутням, чей пол генетически зафиксирован еще в яйце, вылупляющиеся из женского яйца лучинки потенциально могут развиться в рабочую пчелу или в функционально и физиологически совершенно отличную от нее половую особь, а именно в матку. Решение этого вопроса после сложного взаимодействия различных химических сигнальных веществ проявляется в строительстве хорошо известных маточников. В них женские личинки обеспечиваются в избытке питанием. В противоположность расплодной ячейке с рабочей личинкой, где капелька молочка не превышает по величине булавочную головку, в ячейке, примерно, трехдневной маточной личинки содержится 300 и более мг маточного молочка («маточного желе»). Даже в запечатанном маточнике личинка имеет достаточные кормовые запасы.

Питание маточной личинки

Непосредственно наблюдая за процессом кормления, ЮНГ-ГОФМАНН (1966) обнаружила, что пчелы-кормилицы выделяют два различных секрета, прозрачный как вода и молочно-мутный. Средний возраст выделяющих прозрачный корм пчел-кормилиц маточной личинки достоверно находится в пределах 17 + 2 дня, выделяющих белый корм — 12+2 дня. Оба компонента скармливаются маточным личинкам в соотношении 1:1. Соотношение находится в значительной зависимости от возраста пчел-кормилиц, так как особи более старшего возраста продуцируют молочнообразные компоненты в меньшем количестве. С увеличением возраста личинок кормление их учащается. В пересчете на час приводятся следующие цифры посещений: 13 кормлений однодневной, 16 — трехдневной и 25 — четырехдневной личинки. Продолжительность каждого отдельного кормления также увеличивается. Было подсчитано, что маточная личинка за весь кормовой период получала питание 1600 раз, причем на пребывание у каждой маточной личинки кормилица затрачивала в общей сложности в среднем 17 часов. В каждый маточник было принесено около 1,5 г маточного молочка, большая часть которого пожиралась личинкой. По сравнению с этим уход за рабочим расплодом выглядит скромно. Подсчитано, что за период развития личинки рабочей пчелы кормилицы кормят ее в среднем 143 раза (ЛИНДАУЕР, 1952).

С первого по четвертый день личиночной стадии, то есть в период сенсабилизационной фазы детерминации, маточные личинки растут даже медленнее рабочих. Затем скорость роста первых скачкообразно повышается и выпрямившаяся личинка (предкуколка) весит 300—325 мг, а личинка рабочей пчелы в соответствующем состоянии — в среднем 175 мг (ВАНГ, 1965). Однако в пределах одной и той же возрастной стадии следует рассчитывать на значительные весовые колебания. Это относится как к расплоду из одной и той же семьи, так даже в еще большей степени к расплоду из различных семей.

Состав маточного молочка

Для получения маточного молочка обычно применяются те же способы, что и при выводе маток. Обезматоченной и соответствующим образом подготовленной семье (СМИТ, 1959; ЦАНДЕР, 1971; КЕИЛ, 1971) подставляют 40—60 пчелиных личинок 1—1,5-дневного возраста, которых тот час же берут на свое попечение пчелы-кормилицы. Три дня спустя личинок вместе с содержащимся в маточниках маточным молочком отбирают из семьи. Более старшие личинки находятся в стадии наивысшей скорости роста и их ячейки содержат соответственно меньше свободного маточного корма. Таким способом можно получить в пересчете на мисочку около 250 мг, а на семью от одной серии 15 г маточного молочка. При достаточном навыке для получения 1 кг маточного молочка в сезон требуется 8—10 пчелиных семей.

Маточное молочко представляет собой желтоватую, молочномутную и довольно вязкую жидкость, примерно одну треть которой составляют сухие вещества. В молочке могут находиться остатки личиночных оболочек, различные количества пчелиного воска, отдельные пыльцевые зерна. Грубый анализ показывает, что сахара и белок составляют в среднем 90%, жировая и остальные фракции — 10% массы сухого вещества. Обращает не себя внимание то, что 90% липидной фракции распадается на свободные жирные кислоты.

Подобно любому биологическому материалу, маточное молочко изменчиво по составу. Но изменчивость ограничивается узкими рамками. Поэтому, даже грубый анализ может быть использован в качестве критерия чистоты продукта.

Более тонкие различия в корме личинок различного возраста обнаруживаются при сравнении корма маточных и пчелиных личинок. Корм 0—30-часовых личинок рабочих особей содержит больше протеина, а маточных личинок того же возраста — больше сахаров. 72—96-дневным рабочим личинкам, в противоположность остающемуся постоянным маточному молочку, скармливается заметно больше меда. Как будет яснее показано дальше, молодые личинки обеих каст получают, однако, очень сходное по составу и качественно равноценное питательное молочко.

Липидная фракция маточного молочка

В сухом веществе маточного молочка содержится в среднем 10% материала экстрагируемого органическими растворителями, таким как эфир или бензин. Свободные кислоты экстрагируются и выделяются посредством разделения органической фазы в разбавленной щелочи; в среднем они составляют 90% липидной фракции. Их биологическая функция еще не известна: сведения о бактерицидном и антиканцерогенном действии нуждаются в дальнейшем выяснении (РЕМБОЛЬД, 1965). Основным компонентом маточного молочка его является открытая БУТЕНАНДТОМ и РЕМБОЛЬДОМ (1973) деценоловая кислота 1. В отношении многих других жирных кислот речь может идти о промежуточных стадиях синтеза или распада первой кислоты маточного молочка.

Широкий и очень характерный спектр содержащихся в маточном молочке свободных жирных кислот представляет собой благоприятное аналитическое вспомогательное средство для качественного контроля товарного продукта. В первую очередь, применяется хроматографическая идентификация жирных кислот на бумаге или тонкослойной пластинке, или же, при количественном анализе, хроматография массоспектрометром. Для более точной информации укажем на уже цитировавшиеся обзоры и на обширную оригинальную литературу.

Низкомолекулярные, водорастворимые составные вещества

Основная составная часть нежировых низкомолекулярных компонентов — инвертный сахар, образующийся из сырого сахара (сахарозы), содержащегося в нектаре, при переработке последнего в мед. В сухом веществе маточного молочка содержится 9,76% Д-глюкозы, 11,32% — Д-фруктозы и 0,94% сахарозы. Кроме того был обнаружен целый ряд аминокислот и витаминов группы В. В отношении роли маточного молочка в кастообразовании следует отметить, что единственным его значительным отличием от молочка, скармливаемого личинкам рабочих пчел, является концентрация пантотеновой кислоты.

В пище маточной личинки его содержится 110—320 мг на грамм корма, в пище личинок рабочих пчел — только 24—46 мг на грамм.

Для маточного молочка характерно большое содержание двух других веществ: обеих гетероциклинов — биоптерина и неоптерина.

Как и в случае с пантотеновой кислотой концентрация обоих веществ здесь в 10 раз больше. Данные для биоптерина составляют 25 мг на грамм в маточном корме и 4 мг на грамм в корме личинок рабочих пчел. Соответствующие данные для неоптерина в 10 раз меньше (соответственно 3 и 0,3 мг на грамм). Биоптерин можно определить количественно микробиологическим способом при помощи высокочувствительной к нему Crithidia fasciculata. Организм растет полумаксимально при концентрации 2,5X10-5 мг на мл, что позволяет измерять следы биоптерина даже в отдельных железах.

Биоптерин, неоптерин и пантотеновая кислота — единственные отличия, обнаруженные при сравнительном химическом анализе, в пище молодых маточных и рабочих личинок. Из них биоптерин и пантотеновая кислота определяются микробиологически, оба птерина оказались также исключительно чувствительными к бумажной хроматографии. В рамках качественного контроля все три могут служить определяющими субстанциями маточного молочка, однако лишь при условии, что во внимание будут приниматься также и другие уже отмеченные выше аналитические критерии.

Белковые составные части

Более трети сухого вещества маточного молочка составляет высокомолекулярный белок. При гидродиализе он задерживается полупроницаемой мембраной. Так надежно и просто его можно отделить от низкомолекулярных частей. Аналитически протеин маточного молочка разделяется на пять электрофоретически различных фракций, две из которых отсутствуют в корме более старших личинок. Белок из корма молодых личинок рабочих, напротив, идентичен белку маточного молочка.

Характерные составные вещества маточного молочка

Нередко возникает проблема проверки качества или доказательства наличия маточного молочка в препаратах. Уже упоминавшиеся при обсуждении отдельных компонентов критерии необходимо, поэтому, в заключение еще раз проанализировать.

Маточное молочко, грубо говоря, состоит из смеси богатого содержанием белка и жиров секрета желез и меда. Соотношение обеих частей колеблется лишь в относительно узких пределах. Следовательно, разбавление его медом или простой водой легко устанавливается.

В качестве старого метода идентификации маточного молочка используются характерные жирные кислоты. Прежде всего, можно еще обнаружить следы основного компонента — 10-гидроксидеценовой кислоты — I (I), когда жирные кислоты насыщаются обычным способом.

Гораздо сложнее количественное микробиологическое определение содержания обеих химически очень лабильных ведущих субстанций: пантотеновой кислоты и биоптерина. Оба определения требуют надежного функционального классического теста. Поэтому, по возможности, для доказательства наличия биоптерина и неоптерина в качестве аналитического критерия используется бумажная или тонкослойная хроматография. Оба деривата птерина можно распознать под ультрафиолетовой лампой в виде интенсивно голубых флоуресцирующих пятен.

Чувствительнейшим качественным контролем может служить описанный в другом месте метод выращивания на маточном молочке молодых пчелиных личинок в термостате.

Образование молочка

Способ кормления молодых пчелиных личинок определяет, вырастет ли из оплодотворенного яйца матка или рабочая пчела. Необходимо, хотя бы вкратце, рассмотреть в конце этого короткого обзора вопрос о том, каким образом оба столь различные по своим функциям вида личиночного корма образуются у кормилиц. Подробные дискуссии на эту тему содержат другие публикации (РЕМБОЛЬД, 1973,» 1974).

Голова и грудь маток и рабочих пчел содержат целый ряд желез, из которых впадающие в глотку фарингеальные железы особенно активны у пчел-кормилиц. Они содержат вещества, характерные для молочка (протеин, 10-гидроксидеценовую кислоту-1, биоптерин и пурин). Функции других желез (челюстных, заднеголовных и грудных) недостаточно ясны. ХАНЗЕР и РЕМБОЛЬД (1964) исследовали изолированные железы маток и, соответственно, рабочих пчел на содержание в них компонентов молочка. Факт обнаружения повышенного содержания ведущих субстанций — биоптерина и пантотеновой кислоты — в челюстных железах пчел-кормилиц маточных личинок по сравнению с теми же показателями у кормилиц личинок рабочих пчел позволил авторам сделать вывод об особой функции челюстных желез в образовании маточного молочка: ими выделяются характерные для маточного молочка составные части при кормлении маточных личинок. Следовательно корм маточных личинок состоит из меда, а также секрета от фарингеальных и челюстных желез, корм пчелиных личинок — из меда и секрета фарингеальных желез. Эти химико-аналитические открытия были подтверждены упоминавшимися наблюдениями ЮНГ-ГОФМАН (1966).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *