Včelí smysly
Včela vnímá své okolí prostřednictvím soustavy orgánů. Nejdůležitější z nich jsou čidla umístěná na tykadlech. Tykadla tvoří pár pohyblivých výrůstků na včelí hlavě. Povrch deseti článků tykadlového bičíku (u trubců jedenácti) je pokryt obrovským množstvím chemoreceptorů. Většinou jsou to receptory čichové, mnohé z nich též chuťové. Uvnitř včelstva hrají klíčovou úlohu při chemické komunikaci mezi jedinci (přičemž jsou jasně rozeznáváni příslušníci jedné rodiny, jednoho včelstva a včely cizí). V terénu je čich jedním z nejdůležitějších faktorů při hledání zdrojů potravy. Na tykadlech jsou i další smysly: včela jimi například dokáže vnímat zvuky přenášené chvěním vzduchu, mimo jiné i ty, které jiná včela vydává při tanečních pohybech na plástu, jimiž informuje o nalezené potravě. Dalšími čidly na tykadlech dokáží včely rozeznávat vlhkost, teplotu a obsah oxidu uhličitého, ale také i mechanické rozměry (při stavbě voskových plástů) a dynamické parametry (např. vibrace nebo vlastní rychlost za letu, což umožňuje orientaci v terénu). Na včelím tykadle je několik desítek druhů čidel a jejich celkové množství na těle včely jde do desetitisíců. Všechny signály se přenášejí do nervové soustavy, kde jsou vyhodnocovány.
Zrak
3 CB.jpg
Jednokomorové lidské oko má jednu čočku a konkávní, dutou sítnici pokrytou buňkami citlivými na světlo. Naše oko a také celá hlava se mohou pohybovat, a tak vidíme kolem sebe. Včela, podobně jako jiný hmyz, má malou hlavu a omezenou možnost jejího pohybu. Přesto potřebuje vidět panoramaticky – například musí včas zahlédnout případného predátora. Narozdíl od lidské duté sítnice mají včely vypuklou (konvexní) složenou sítnici. Jednoduchá očka jsou mezi sebou odstíněna pigmentovanými přepážkami, takže celkový vjem je vlastně mozaika z dílků, zobrazujících asi dva prostorové stupně. Zajímavý je i rozdíl frekvence vnímání obrazové informace. Zatímco lidské oko vnímá frekvencí asi 35 Hz (cyklů za vteřinu), a proto může sledovat film či televizi jako plynulý pohyblivý obraz, rychle létající hmyz by to nedokázal. Včelí oko totiž obnovuje obraz asi 6x častěji, tedy s frekvencí 150 až 200 Hz. Rovněž barevné vidění včel je jiné – včela vnímá kratší vlnové délky a rozlišuje tak mnoho odstínů od ultrafialové po žlutou, naopak červenou barvu už včelí oko nevidí. Na rozdíl od savců včely dovedou vnímat polarizované světlo, aby se dokázaly lépe orientovat v prostoru. Včely mají ještě tři maličká jednoduchá očka umístěná na temeni hlavy, která jsou citlivá na ultrafialové a zelené světlo. Všechny funkce těchto oček ještě zdaleka nejsou objasněny – pravděpodobně mimo jiné slouží i při letové orientaci; včela jimi zřejmě sleduje horizont a udržuje tak stabilitu.
Nervová soustava
Anatomii složité nervové soustavy včel známe poměrně dobře. Nervové buňky jsou propojeny do žebříčku nervových uzlin (ganglií) nacházejících se párově v každém tělním článku. Nedávno byl veřejnosti představen detailní trojrozměrný model včelího mozku. Neurobiologie včely je fascinující obor. Krůček po krůčku odhaluje mimo jiné procesy krátkodobé a dlouhodobé paměti, učení, komunikace a postupy předávání abstraktních informací o zdrojích potravy v krajině.
Krevní oběh, dýchání
Obě soustavy mají podobnou funkci jako u člověka, ale svým uspořádáním se velmi liší. Včely mají krevní oběh otevřený, to znamená, že krev (u včel nazývaná hemolymfa), neproudí cévami a žilami, ale volně tělní dutinou, kde omývá vnitřní orgány. Přesto lze mluvit o krevním oběhu, protože krev neustále v těle koluje. Funkci pumpy, která oběh zajišťuje, zastává trubicovité srdce, uložené v hřbetní části zadečku včely. Srdeční komory nasávají svými postranními otvory hemolymfu, kterou pak pumpují aortou až do hlavy, kde tato jediná céva končí a hemolymfa plná živin se vylévá v blízkosti mozku opět do tělní dutiny. Včelí krev je tekutina čirá, bezbarvá. Neobsahuje žádné krevní barvivo podobné lidskému hemoglobinu, které by přenášelo kyslík a oxid uhličitý. Včela dýchá pomocí tzv. vzdušnic. Jsou to trubičky vyztužené chitinovými spirálami, ústící na povrch těla v místech zvaných průduchy. Vzdušnice se rozvětvují do husté sítě jemných kapilár, tracheol a místy se rozšiřují do vzdušných vaků. Kyslík se tak dostává přímo k buňkám tkání a orgánů včelího těla, odkud je zase odváděn oxid uhličitý. Díky tomuto dýchacímu systému se včela neutopí, vydrží pod vodou desítky minut. Pokud neprochladne a neuhyne hladem, po vyjmutí z vody se vzpamatuje a odletí.
|
| 1 - hltanová žláza, 2 - mozek, 3 - jícen, 4 - aorta, 5 - srdce, 6 - česlo, 7 - tenké střevo, 8 - podjícnová nervová uzlina, 9 - hrudní nervové uzliny, 10 - medný váček, 11 - voskové žlázy, 12 - žaludek, 13 - konečník |
Nohy, křídla
K pohybu včelám slouží tři páry nohou a dva páry blanitých křídel. Všechny nohy i křídla vyrůstají z hrudi a jsou napojeny na mohutné hrudní svalstvo. Článkovité nohy jsou na konci opatřeny dvěma ostrými drápky a přilnavým polštářkem. Proto se včely mohou pohybovat po různých površích, hrubých i hladkých a mohou chodit dokonce i po stropě hlavou dolů. Tři páry nohou umožňují i řetězení včel při stavbě plástů a předávání voskových šupinek. Na nohou se nacházejí další rozmanité smyslové orgány a také zařízení na čištění tykadel. Dělnice, na rozdíl od matek a trubců, mají nohy lépe vybaveny pro sběr pylu. Třetí pár má pylové kartáčky, klíšťky a prohlubeň zvanou košíček. Křídla předního a zadního páru, v klidu složená, včely za letu propojují do jediné plochy pomocí háčkové lišty. Včela na jedné straně dokáže za letu prakticky stát na místě, na druhé straně umí vyvinout rychlost třeba až 5 m/s! Roj může letět rychlostí 11 km/h ve výšce 3 metry nad zemí. Frekvence pohybu křídel může přesáhnout 200 Hz.
Ústní ústrojí
Tento orgán má mnoho funkcí. Včely jím sbírají sladké šťávy z květů, přenášejí vodu, předávají nektar jiným dělnicím, zahušťují med, krmí plod i dospělé matky, pojídají pyl a dusají jej do buněk, zpracovávají vosk při stavbě plástů, čistí buňky i stěny úlů a odstraňují smetí ze dna. Ústa včel tvoří horní pysk, párová kusadla a složitě stavěný sosák. Spodní pysk vybíhá v chloupky porostlý jazýček zakončený lžičkou. Včela může složit části sosáku k sobě jakoby do rourky. Jejím středem se pohybuje jazýček a sosák tak lze používat k sání nebo naopak k vyměšování včelích žlázových sekretů.
plastev.jpg
Trávicí ústrojí, medný váček
Na ústa navazuje hltan a jícen procházející hrudí. Jícen se pak v zadečku rozšiřuje v medný váček. Medný váček včely má v životě včelstva velký význam. Od žaludku je oddělen hruškovitým ventilem zvaným česlo a může být tedy používán jako přepravní nádrž na tekutiny – včela může obsah medného váčku vyvrhnout do buňky, nebo přímo předat jiné včele. Pravá ústa tvoří teprve česlo – včela stráví pouze to, co jím projde a dostane se jí do žaludku. Žaludeční výstelka má velký povrch a vylučuje enzymy pro zpracování potravy. Zbytky potravy přecházejí krátkým (7 mm) tenkým střevem do výkalového vaku. Ten slouží jako rezervoár nestrávených zbytků potravy v době, kdy včely nemohou vyletovat. Výkalový vak umožňuje zadržet až polovinu váhy těla včely – tedy asi 50 mg výkalů. Včely, pokud jsou zdravé, vždy kálí jen mimo úl a čekají třeba mnoho týdnů na teplý den a očistný prolet. Včelí výkaly se pak mohou ocitnout i na naleštěném autě či na vypraném prádle. K naší malé radosti se špatně odstraňují, neboť obsahují i kyselinu močovou a velmi trvanlivá rostlinná barviva.
Život včelstva
Včelí biologickou jednotkou není jednotlivá včela, ale celá jedna rodina, včelstvo. Včelstvo se utváří kolem jedné matky, která je skutečnou biologickou matkou všech členů tohoto společenství. Anglosaské i románské jazyky pro matku používají označení královna, což se díky překladům občas používá i v češtině. Ve včelstvu je dále několik desítek tisíc dělnic a v době hlavního letního rozvoje také několik stovek trubců – včelích samečků. Ke včelstvu počítáme i plod, tedy vývojová stadia včel (vajíčka, larvy a kukly), dále zásoby potravy a soustavu voskových plástů, ve které se život včelstva odehrává.
divoke vcely.jpg
Stavba díla
V přírodě si včelí roj najde vhodnou dutinu (nejčastěji ve stromě), v níž se usadí. V roji jsou zastoupeny včely různého stáří a různých profesí, které se hned pustí do díla. Napřed je potřeba postavit plásty. Skupiny stavitelek, včel, které mají zrovna funkční voskové žlázy, se chytnou za nohy a vytvoří řetízky zavěšené od stropu dutiny. Místo, kde se staví, musí mít přesnou teplotu, aby měl včelí vosk správnou tvárnost. Jednotlivé včely pak vyjímají jakoby z kapsiček na břišní straně zadečku voskové šupinky, posílají je nahoru na místo stavby po dalších včelách v řetízcích. Stavitelky prohnětou voskové kousíčky v kusadlech a postupně je umísťují do vznikajícího plástu. Vosková šupinka váží necelý jeden miligram, na kilogram vosku je tedy potřeba více než milion šupinek.
vcelky na plastu.jpg
Uličky mezi plásty jsou zase široké dvě včelí šířky, tedy tak, aby se v nich mohly pohybovat dvě včely zády k sobě. Plásty postupně rostou a ihned začnou plnit svou funkci. Každá včela roje přináší určité množství zásob medu, které ukládá do nových plástů. Matku krmí včely z jejího doprovodu. Jakmile jsou první buňky nových plástů hotové, matka do nich začne klást vajíčka. Vajíčka se za tři dny změní v malé larvičky a od té chvíle vyžadují přísun potravy. O krmení plodu, tedy larev, se starají včely kojičky a krmičky. Patří k mladým včelám, takzvaným mladuškám. Kojičkám, kterým je asi osm dní a vydatně konzumují pyl, naplno fungují hltanové žlázy. Jejich sekret, mateří kašička, je základem výživy mladšího včelího plodu. Krmičky pak staršímu plodu výživu ještě zpestří o kašičku z medu a pylu. Larva díky této vydatné potravě doroste již za 6 dní a včely její buňku uzavřou voskovým víčkem. V zavíčkované buňce se včela dále vyvíjí ještě asi 12 dní. Souběžně se stavbou nových plástů a výchovou plodu musí včelstvo vytvářet zásoby.
Tvorba zásob
Včelstvo musí mít stále dostatek potravy. V létě je spotřeba potravy značná – včelstvo je plně aktivní, generace se rychle střídají. Včely medonosné ale musejí shromažďovat i veliké zásoby potravy na zimu. Na rozdíl od čmeláků, vos a sršňů, jejichž kolonie se rozpadají a zimu přečkávají v úkrytech jen oplozené samičky, početné včelí společenství prožívá zimu ve svém obydlí, které si i v zimě klimatizuje. Potravu včel tvoří dvě základní složky, které si včely přinášejí, zpracovávají, skladují a konzumují zcela odděleně. Energetickou složkou potravy je med, zahuštěný nektar – sladká šťáva produkovaná rostlinami. Zdrojem stavebních látek je pyl.
matka.jpg
Množství potravy, které jedno včelstvo za rok spotřebuje pro sebe (včelař získá jen přebytky medu), je až překvapivě velké. Jde téměř o metrický cent medu a několik desítek kilogramů pylu. Při sběru a zpracování potravy se ve včelstvu uplatňuje dělba práce. Někteří jedinci se starají o vyhledávání zdrojů, jiní o sběr a transport do úlu. Další včely potravu dále zpracovávají a konzervují.
Včelí tanečky
To, jak včely vyhledávají zdroje potravy, a jak si o tom předávají zprávy, bylo předmětem mnoha výzkumů po celé 20. století. Nejznámějším badatelem na tomto poli byl nositel Nobelovy ceny, Rakušan Karl von Frisch, který objasnil podstatu včelí taneční řeči.
O přinášení potravy se starají starší včely, létavky. Kdyby denně od rána do večera všechny včely létaly po krajině a hledaly potravu, bylo by to pro včelstvo velmi neekonomické – včely by spotřebovaly víc, než by donesly. Včelí pastva se totiž v krajině nevyskytuje rovnoměrně a také není každý den. Mnohem ekonomičtější tedy je, když vydatný zdroj objeví jen několik vyčleněných pátraček, které polohu zdroje sdělí ostatním létavkám.
Pátračka s plným medovým váčkem se vrátí do úlu a na plástu zatančí několikrát osmičkovitou figuru určitého směru. Ve středu figury, tedy tam, kde se osmičkovitá dráha kříží, se tančící včela vždy zastaví a rychlými pohyby zakmitá zadečkem doleva a doprava. Při tom nabídne potravu okolním včelám a tím vzbudí pozornost. Taneček opakuje a opět nabízí i ochutnávku. Ve směru osy osmičkové figury, počtu opakování a počtu kmitů zadečku a křídel je zakódován směr, vzdálenost i vydatnost nalezeného zdroje. Velmi zajímavé je, že tanečnice předvádí taneční figury na svislé ploše plástu, přičemž přihlížející včely dovedou sdělené údaje sklopit do vodorovné roviny, přičemž svislice na plástu znamená v krajině směr ke slunci. Včely nemají žádný problém ani s tím, že za hodinu se slunce po obloze posune o 15 ° a všechny azimuty dokáží průběžně korigovat. Létavky si v paměti udržují obraz okolní krajiny, takže získané údaje si zasazují do této vlastní mapy. Když potom na pastvě naplní svůj medný váček, nemusejí se vracet po svých mnohdy klikatých stopách, ale zamíří nejkratší cestou rovnou domů. Paměť pro záchytné body v krajině je samozřejmě užitečná ve dnech, kdy je zataženo a slunce na obloze se ani neukáže.
Frischova hypotéza o významu tanečků, i když byla podložená mnoha opakovanými experimenty, měla až do 80. let minulého století své odpůrce, kteří tvrdili, že základ komunikace mezi včelami je chemické povahy a tanečky jsou pouze něco, jako když řečník mimoděk doprovází svůj výklad výraznou gestikulací. Teprve s rozvojem počítačů se podařilo sestrojit miniaturní kovovou včelku-robotku, která poté, co byla naprogramovaná člověkem podle Frischových parametrů, svým tanečkem opravdu naverbovala živé včely a vyslala je určeným směrem na konkrétní místo. Musela ovšem rozdávat ochutnávky nektaru – na plané řeči ani včely nedají.
Včelstvo obvykle využívá snůškové zdroje do vzdálenosti 2–3 km od úlu. Na bohaté zdroje nektaru a pylu naletují včely zvláště za klidného, teplého počasí hromadně i do větších vzdáleností.
Jednotlivé včely pátračky podnikají lety do vzdálenost až 6 km.
Velmi dobrými letci jsou trubci, kteří létají i na vzdálená trubčí shromaždiště. Dobře se orientují podle terénu a při letu dovedou využívat vzdušné proudy. Označení trubci byli nalezeni až 20 km od svého původního včelstva. Některé včely (pravděpodobně v důsledku ztráty orientace) nezamíří po naplnění svého medného váčku zpět do svého úlu, ale létají v kruzích porostem, nebo odletí nahodilým směrem. Tyto zbloudilé včely se mohou vžebrat do cizího úlu, vzdáleného i několik km od vlastního včelstva. Skutečnost, že jednotlivé včely i trubci mohou přeletět velké vzdálenosti a dostat se tam do cizích včelstev, vysvětluje i šíření chorob včel.
Zpracování nektaru a pylu
Donášený nektar je málo koncentrovaný, většinou má jen kolem 30 % sušiny. Ve včelstvu by takový roztok záhy zkvasil. Proto mladušky začnou hned nektar zahušťovat. Přidávají do něho enzymy, přenášejí med v malých kapičkách, větrají a stále odpařují vodu. Je-li med zahuštěn na víc než 80 % sušiny, včely buňku doplní po okraj a zavíčkují. Zavíčkovaný med je velmi trvanlivý.
Podobně jako nektar shromažďují včely i pyl. Sběračky pylu si pyl na květech pěchují do úhledných hrudek, rousků. Přitom pyl zvlhčují obsahem svého medného váčku. Rousek nabalují v košíčku na zadní noze na silný dlouhý chlup. Pylový rousek pak na noze i za letu dobře drží. Po návratu včela oba rousky shodí do buňky a o pyl se postarají mladušky, které pylové hrudky hlavou nadusají do buňky tak, aby v ní zbylo jen minimum vzduchu. K pylu zároveň přidají enzymatické výměšky svých žláz. Za několik dní vznikne v buňkách takzvaný plástový pyl, který je trvanlivý a dobře stravitelný. Takto ho mohou kdykoliv konzumovat kojičky a krmičky. Zpracovaných zásob ve včelstvu postupně přibývá, včely staví nové plásty, vychovávají postupně další a další generace plodu a chystají se na zimu.
Společenství je třeba střežit před různými vetřelci a příživníky. To mají za úkol strážkyně, skupinka starších včel, které již mají naplněný jedový váček. O nebezpečí si včely předávají zprávu poplašným feromonem.
Vcely, Duchac V.jpg
Přezimování
S příchodem chladného počasí a krátkého dne se včelstvo připraví k přezimování. Vytvoří zimní hrozen kulovitého tvaru, který sedí asi v osmi plástových uličkách poblíž medových zásob. V hroznu je pochopitelně i matka, která na několik týdnů přeruší kladení vajíček. Včelstvo v zimě nevyhřívá celou dutinu, ale udržuje teplo jen uvnitř hroznu. Dělnice na povrchu hroznu poroztáhnou svá křídla, čímž ještě zlepší tepelnou izolaci hnízda. Vnější včely po několika desítkách minut zalezou dovnitř, aby se ohřály a najedly a na povrchu je vystřídají jiné. Med je tak kvalitní potrava, že je téměř bezezbytku stravitelný a včelstvo může zimovat dlouhé měsíce, aniž by se zbavovalo výkalů.
Po zimním slunovratu, jak se začne prodlužovat den, včely zvýší v hroznu teplotu z 20 na 35 °C a začnou opět plodovat. Plocha plodu postupně přibývá, ale zásoby potravy, zejména pylu ve včelstvu, již bývají touto dobou omezené. Skutečný jarní rozvoj nastává, když rozkvetou první květy a poskytnou včelám čerstvý nektar a pyl. I když včely, které přezimovaly, na jaře brzy umírají, mladé líhnoucí se dělnice je nahrazují a brzy jich začne přibývat; říkáme, že včelstvo sílí. Na okraji hnízda začne stavba dalších plástů, které jsou brzy plné zásob a plodu, takže stavitelky mohou budovat i části plástů s většími buňkami pro trubčí plod.
Rojení a včelí matka
V určité době už je včelstvo velmi početné a dostane tzv. rojovou náladu. Rojení je přirozený způsob rozmnožování včelstev. Včelstvo jako biologická jednotka se rojením vlastně naklonuje. V roji se dělnice mohou rovnoměrně rozdělit podle profesí, najdou si předem vhodnou dutinu v dostatečné vzdálenosti, aby si nová včelstva nekonkurovala při shánění obživy. Protože každé včelstvo má jen jednu matku, příprava rojení se neobejde bez výchovy nové matky. Na okraji plástů včely vybudují několik velkých válečkovitých buněk, kde ze stejného vajíčka, z jakého se líhnou desetitisíce dělnic, vznikne díky zvláštní péči, množství a kvalitě potravy nikoliv dělnice, ale pohlavně zralá samička – včelí matka. Kdyby se mladá matka potkala se starou, došlo by k zápasu, který by jedna z nich nepřežila. Proto při rojení část původního včelstva – roj – odlétá se starou matkou na nové působiště Zbytek včelstva v úlu počká, až se za několik dnů vylíhne mladá matka. Ta se samozřejmě líhne neoplozená. Pohlavně však dospívá již během několika dní a poté se vydává na snubní prolet, při kterém se postupně páří s více trubci. Trubčí sperma si uchovává ve svém semenném váčku. Dobře oplozená matka má v semenném váčku asi 6 miliónů spermií. Jimi pak po celý svůj plodný věk, tedy tři až čtyři roky, sama oplozuje všechna svá nakladená vajíčka kromě vajíček trubčích. Trubci se totiž vyvíjejí z vajíček neoplozených.
Inseminace matek
Kontrola páření včelí matky je velmi obtížná a používané metody mají jen omezenou účinnost. Proto se při šlechtění včelstev ujala metoda inseminace, která umožňuje absolutní kontrolu páření. Při inseminaci se pomocí speciálních technických prostředků od vybraných trubců odebere sperma a vpraví se do semenného váčku matky.
Včelí plemena
Světové komerční včelařství stojí pouze na čtyřech plemenech včely medonosné (Apis mellifera L.), která byla dovedena k vysoké užitkovosti. Jsou to včela italská (Apis mellifera ligustica), včela kavkazská (Apis mellifera caucasica), včela kraňská (Apis mellifera carnica) a včela tmavá (Apis mellifera mellifera). Území dnešních Čech a převážné části Moravy a Slezska bylo původně osídleno včelami patřícími k plemenu včely tmavé. Dnešní Slovensko a části jihovýchodní Moravy obývala včela kraňská, původem z hornaté oblasti severozápadního Slovinska (Kraňsko). V současné době se na území České republiky chovají včelstva patřící k plemenu včely kraňské, která je nebodavá, má nízkou zimní spotřebu a rychlý jarní rozvoj. Kraňka se také málo rojí a dokáže využít jak nektarovou tak i medovicovou snůšku.
P6309717.jpg
Na rozdíl od jiných živočichů, které člověk chová pro svůj užitek již tisíce let, včely v pravém slova smyslu nezdomácněly. Roční životní cyklus včelstva chovaného včelařem v úlu se vlastně nijak neliší od života včelstev ve volné přírodě. Čím více se tedy chovateli včel podaří přizpůsobit způsob chovu původní biologii včelstva, tím lepší bude mít výsledky. Občas se někdo pokouší třeba měnit velikost plástových buněk, nebo chovat včelstva s více matkami. Ovšem měnit zásadně něco, co se u jednoho živočišného druhu během statisíců či dokonce milionů let zformovalo do optimální podoby, může být ztěží korunováno úspěchem.