Feromony pszczół, ich źródło oraz rola w rodzinie pszczelej

Cz. I. Gruczoły pszczół wydzielające feromony

U pszczoły miodnej, jak u wszystkich owadów społecznych, pojedyncze osobniki nie mogą egzystować samodzielnie, lecz żyją w koloniach. W skład rodzin pszczelich wchodzą matki, trutnie i robotnice oraz czerw. Rolą matek i trutni jest przedłużanie istnienia gatunku, a pozostałe czynności, takie jak wychów czerwiu, gromadzenie zapasów czy obrona gniazda, wykonują robotnice. Różne funkcje poszczególnych robotnic w rodzinach związane są z ich wiekiem i zdolnością do wykonania konkretnych prac. Wykonywanie różnych czynności na rzecz całej społeczności pszczelej wymaga dobrej komunikacji i wymiany informacji między tworzącymi ją osobnikami. Wymiana informacji, czyli zarówno wysyłanie, jak i odbieranie bodźców, zachodzi między matkami a trutniami i robotnicami, a także między robotnicami i larwami. Pszczoły, komunikując się ze sobą bądź odbierając bodźce zewnętrzne, wykorzystują zmysł wzroku, słuchu, smaku, węchu, używają termoreceptorów oraz  chemoreceptorów, a także są wrażliwe na zmiany pola magnetycznego i elektrycznego. Specyficznym sposobem porozumiewania się pszczół z wykorzystaniem chemoreceptorów jest wydzielanie feromonów.

Feromony to chemiczna wydzielina gruczołów zwierząt, która powoduje różne zachowania innych osobników tego samego gatunku  i ujawnia u nich pewne reakcje fizjologiczne. Można określić ją mianem „chemicznej wiadomości”.

© J e r z y J ó ź w i k

Informacje zawarte w feromonach skierowane są najczęściej do osobników tej samej rodziny pszczelej. Świadczy o tym różna proporcja niektórych składników wydzieliny gruczołów żuwaczkowych produkowanych przez matki różnych ras. Informacje te znane są prawdopodobnie osobnikom z innych rodzin, ale w poszczególnych rodzinach ich swoisty zapach w różnym stopniu modyfikuje reakcje pszczół. U owadów jeden feromon zazwyczaj pełni wiele funkcji, jak również więcej niż jeden feromon jest zaangażowany w pojedynczą kategorię zachowań..

Sposoby rozprzestrzeniania feromonów w rodzinie zależą od masy cząsteczkowej substancji wchodzących w skład wydzieliny gruczołów produkujących feromony. Te o małej masie cząsteczkowej są lotne i unoszą się w powietrzu. Dotyczy to głównie feromonów alarmowych i atraktantów emitowanych podczas rójek i lotów godowych. W ulu mają zazwyczaj krótkotrwałe działanie, bowiem pszczoły mogą je łatwo usunąć z gniazda poprzez wzmożoną wentylację. Związki o dużej masie cząsteczkowej są nielotne, zlizywane są z ciała owadów i przenoszone drogą pokarmową. Niektóre z nich pozostają na powierzchni plastrów lub są utrwalone w wosku podczas ich budowy. Odpowiadają za rozpoznawanie gniazda przez pszczoły i poprawiają ich orientację. Feromony używane poza ulem służą do znakowania wylotków własnych uli oraz źródła wody i  nektaru.

Feromony sterują organizacją prac wszystkich kast pszczół i pro­dukowane są przez wszystkie dorosłe postacie pszczół, a nawet przez larwy. Próg wrażliwości pszczół na feromony i reakcja na nie zmienia się wraz z wiekiem osobników.

Badania gruczołów produkujących feromony u owadów rozwinęły się w II połowie XX wieku wraz z rozwojem metod analiz chemicznych ich wydzielin oraz możliwości syntezy poszczególnych składników w warunkach laboratoryjnych. Najwięcej uwagi poświęcono pszczole miodnej, gatunkowi o największym znaczeniu gospodarczym. Badania te do tej pory nie należą do najłatwiejszych, zależne są bowiem od prawidłowej identyfikacji poszczególnych składników wydzielin gruczołów. Synteza tych związków i wprowadzenie ich do rodziny pszczelej pozwala na uchwycenie różnic w zachowaniu się owadów i określenie ich funkcji. Duże znaczenie ma przy tym dokładne poznanie budowy anatomicznej gruczołów, ich umiejscowienia oraz dróg wydzielania tych substancji. Najmniej zbadane są feromony produkowane przez trutnie i larwy.

Dariusz Gerula

Słowniczek

atraktanty - substancje przyciągające i wabiące osobniki odmiennej płci tego samego gatunku
chemoreceptory - receptory organizmu rozróżniające substancje chemiczne oraz ich stężenie i pH
dyfuzja - proces rozprzestrzeniania się cząsteczek w danym ośrodku (w gazie, cieczy lub ciele stałym), dąży do wyrównywania stężenia każdej z dyfundujących substancji w całym układzie
inkorporacja - wcielenie, włączenie do całości
repelent - substancja chemiczna zniechęcająca i odstraszająca zwierzęta
sekrecja - wydzielanie przez komórki roślinne i zwierzęce poza ich obręb różnych związków chemicznych lub jonów. Wydzielanie substancji poza obręb organizmu określa się jako w. zewnętrzne (enzymy trawienne, substancje zapachowe, ochronne, pot). Wydzielanie substancji regulujących czynności organizmu, do płynów ustrojowych określane jest jako w. wewnętrzne (dokrewne)
synergizm - zjawisko wzajemnego współdziałania czynników, wzmocnienia działania kilku substancji wtedy, gdy występują razem w danym środowisku
tergit – część chitynowego oskórka, chroniąca odwłoki owadów, od strony grzbietowej, przed bezpośrednim wpływem czynników zewnętrznych, pełniąca też rolę szkieletu zewnętrznego. Tergity połączone są ruchomo z dwoma płytkami bocznymi pleurytami, a te po stronie brzusznej ze sternitem tworząc pierścień
termoreceptory - zakończenia nerwowe i struktury czuciowe odbierające wrażenia ciepła i zimna
terpeny – grupa węglowodorów cyklicznych, których prekursorem jest pięciowęglowy izopren lub jego izomer. Poprzez połączenie jednostek prekursorów powstają cząsteczki terpenów o liczbie atomów węgla podzielnej przez pięć. Terpenoidami nazywamy ich utlenione pochodne: alkohole, estry, aldehydy, ketony i epoksydy. Są najliczniejszą grupą związków organicznych występujących powszechnie w całym świecie ożywionym
trofalaksja - wzajemne przekazywanie niewielkich ilości pokarmu przez pszczoł

Piśmiennictwo:

1. Keeling C.I., Slessor K.N, Higo H.A., Winston M.L. New components of the honey bee (Apis mellifera L.) queen retinue pheromone. Proc. National acad. Sci. 2003 (100):4486-4491
2. Cassier P., Lensky Y. Structure and social function of some pheromone-secreting exocrine glands of the honey bee, Apis mellifera. 1. Tarsal glands, tergal glands and Koschewnikow glands. 2.Mandibular glands. Annee Biologique. 1992 (31):63-95.
3. Lensky Y., Cassier P,. Rosa S., Grandperrin D. Induction of balling in worker honey bees(Apis mellifera L.) by "stress" pheromone from Koschewnikow glands of queen bees: behavioural, structural and chemical study. Comparative Biochemistry and Physiology, A. 100(3):585-594(1991).
4. Katzav-Gozansky T., Soroker V., Hefetz A. Honeybees Dufour's gland - idiosyncrasy of a new queen signal Apidologie 33 (2002) 525-537.

Zamów prenumeratę czasopisma "Pasieka"