Despre profesorul Woyke și câteva dintre descoperirile acestuia

Este imposibil ca cineva să descrie într-un singur articol toate realizările profesorului Jerzy Woyke. Este suficient să spunem că în timpul carierei sale științifice a publicat peste 800 de lucrări în care a dezmințit minturi și a prezentat descoperiri care au revoluționat cunoștințele apicole. Am decis să citez câteva dintre studiile importante ale profesorului, deoarece prea des pe internetul polonez (și nu numai) există informații pe care profesorul Woyke le-a dezmințit de mult. Lucrările profesorului stau la baza succesului global al crescătorilor polonezi de mătci de albine, deoarece descoperirile sale au modernizat aspectele practice ale procedurilor de inseminare, despre care voi scrie mai jos. Cercetările oamenilor noștri de știință ar trebui să trezească mai mult interes, mai ales că majoritatea sunt efectuate în condițiile din Polonia.

Prof. Jerzy Woyke. Fot. Hanna Musiałówna

Desfășurarea copulației dintre mătci și trântori

Mulți autori, atât de limbă poloneză, cât și de limbi străine, susțin că un ritualul de împerechere este încă un puzzle nesoluționat. Omul de știință a fost unul dintre primii care a descoperit că femeia copulează în mod repetat în timpul așa-numitului zbor de împerechere. El a publicat această descoperire în 1955. La vremea respectivă, exista părerea că matca ar avea un singur partener. Profesorul a demonstrat că nu este cazul prin compararea cantității de spermatozoizi din tractul genital al mamei care a desfășurat zborul de împerechere cu cantitatea de spermă în aparatul de copulare al trântorului. Datorită acestei analize, a devenit clar că, în timpul inseminării artificiale, matc trebuie injectată în tractul său genital cu dublul spermei față de ce se recomandase anterior. Aceste studii au arătat, de asemenea, că nu orice matcă se întoarce dintr-un zbor de împerechere cu o parte a organului copulator al trântorului, dar asta nu înseamnă că nu a fost inseminată. Aceste mătci depun de asemenea și ouă fertilizate.

Uneori, mătcile efectuează zboruri de împerechere de mai multe ori. Profesorul Woyke a studiat acest fenomen timp de 4 ani începând din 1960. El a descoperit că motivul pentru care femela părăsește din nou cuibul a fost cantitatea prea mică de sperma și un număr scăzut de spermatozoizi în spermateca. Profesorul a făcut această descoperire, observând peste 600 de mătci, care au efectuat 2434 de zboruri în total.

Contaminarea materialului seminal al trântorului ca urmare a manipulării necorespunzătoare a corpului insectei. Foto Jerzy Woyke

Extrofia completă a aparatului de copulare a trântorului. Foto Jerzy Woyke

Extrofia parțială a aparatului de copulare a trântorului. Foto Jerzy Woyke

În rezumatul lucrării „Nu matca, ci trântorul decide să termine zborul de împerechere și matca să înceapă depunerea ouălor” prezentat în cadrul celei de-a 53-a Conferințe științifice a apiculturii din Puławy (2016), putem citi:

„(…) Am examinat partea organului copulator al trântorului, blocat în aparatul vulnerant al mătcilor imediat după întoarcerea lor în cuib. S-a dovedit că membranele portocalii care acopereau partea organului copulator al trântorului nu proveneau din conurile organului copulator al trântorului, care a copulat cu matca și i-a lăsat acest cadou. Aceste membrane proveneau de la un alt trântor care a încercat să se împerecheze cu matca, însă nu a reușit să îndepărteze partea organului copulator al predecesorului său. Deoarece copularea ulterioară s-a dovedit imposibilă, matca și-a încheiat zborul de împerechere și s-a întors în cuib. Drept urmare, ultimul trântor care a copulat cu matca a decis sfârșitul zborului ritual de împerechere".

Viabilitatea spermatozoizilor

Subiectul materialului seminal al trântorului este asociat cu cercetările asupra inseminării naturale a albinelor, necesare dezvoltării tehnologiei corecte de inseminare artificială. Profesorul a examinat spermatozoizii care se aflau în diferite organe ale albinelor și a constatat că viabilitatea spermei găsite în veziculele seminale ale trântorului este de 98,1%, în timp ce în trompele uterine ale mamelor scade cu 10%. Interesant este că scăderea viabilității spermatozoizilor nu a fost asociată cu condițiile prevalente în aparatul vulnerant al mătcii, ci cu presiunea generată în timpul inseminării artificiale a mătcilor.

Inscriere pe banner: prof. Woyke invită la un curs de genetică și reproducere a mătcilor de albine, Universitatea din Suwon, în apropiere de Seul, în 2003, Fot. Jerzy Woyke

Dacă am menționat extrofia parțială a organului copulator al trântorului, voi cita un alt studiu al profesorului în care a verificat de ce organul copulator se oprește în general în timpul extrofierii.

Extrofia organului de copulare a trântorului constă în două faze: parțială și totală. Între aceste două faze extrofierea se oprește. În prima etapă, ca urmare a excitării trântorului la sfârșitul organului de copulare apare un vârf subțire, așa-numitul bulbul cu lob penat. În timpul zborului de împerechere și apropierea fizică a trântorului de matcă, mai întâi ca acest capăt zvelt este introdus în orificiul vaginal și abia mai târziu organul copulator continuă extrofia.

Extrofia endofallusului este oprită de către bulb (coridor) cu lumen îngust, împiedicând erecția completă a părții veziculei seminale (în care se află sperma) a organului copulator. Numai atunci când presiunea crește corect, pereții bulbului se desprind, permițând veziculei seminală să treacă. Datorită creșterii bruște a presiunii, materialul seminal este injectat cu forță în trompele uterine ale mătcii. O creștere suplimentară a presiunii în organul copulator face ca organul copulator să fie expulzat de la capătul abdomenului mătcii. Datorită acestui fapt, trântorul se separă de matcă. Acesta este un mecanism biologic important atunci când mulți trântori copulează cu matca. Extrofia în două faze este importantă și pentru crescători atunci când colectează material seminal pentru inseminare artificială, deoarece este mai ușor să colecteze materialul seminal de la bulbul unui organ copulator care apare în prima fază de extrofie. Aceleași mecanisme apar și la trântorii Apis dorsata și A. cerana.

Modificări în ouăle albinelor de miere

Mărimea ouălor de albine de miere la scurt timp după depunerea celulelor fagurelui este: lungimea 1,57 mm, lățimea 0,37 mm și volumul 0,114 mm³. De asemenea, profesorul a stabilit că ouăle își schimbă dimensiunea după ce au fost depuse în celulele fagurelui de către matcă. Un embrion se dezvoltă în ou timp de aproximativ 70 de ore. Embrionul se rotește cu 180 ° chiar înainte de a părăsi oul. Unde era întotdeauna spatele, acum se găsea partea abdominală a embrionului. Aceasta se numește embriogeneză. Această poziție a embrionului facilitează larvei să ecloze din ou. Profesorul a verificat dimensiunea ouălor și a embrionilor la fiecare 7,5 ore, măsurând 2475 de ouă și făcând în total 7425 de măsurători. Interesant este că mărimea oului s-a schimbat în timp: pentru primele 57 de ore s-a scurtat, îngustat și contractat, apoi a crescut din nou. Acest lucru s-a datorat modificărilor mărimii embrionului. Greutatea oului întreg a scăzut până la 65% [Woyke 1998].

Determinarea sexului la albine

Lucrările de importanță crucială pentru înțelegerea procesului de fertilizare și dezvoltare a albinelor au fost cele publicate în 1963. În introducere, profesorul a subliniat că, de când părintele Dzierżon a descoperit partenogeneza trântorului în 1945, s-a crezut că masculii apar numai din ouă nefertilizate. Cu toate acestea, în 1940 Whiting a dovedit că masculii diploizi din viespile parazite Habrobracon apar împreună cu cei haploizi, deși sunt mai puțin viabili. Prin urmare, profesorul Woyke a decis să verifice dacă acest fenomen poate exista și la albinele de miere și, de asemenea, să examineze dacă alelele din locusul X au legătură cu determinarea sexului la această specie.

Jerzy Woyke în Mysore, India. În fața palatului Maharaja. Exista la palat 34 de cuiburi ale albinei uriașe. Fig. Jerzy Woyke

Profesorul a inseminat-o pe matcă cu sperma unui frate al trântorului. Astfel de spermatozoizi conțineau spermă cu una sau cu altă alelă, așa cum avea matca. În toate ouăle depuse de mătci, 50% din ouă au fost hetorozigote, iar celelalte 50% au fost homozigote. Când primele larve căpăcite au apărut pe primul fagure, s-a dovedit că căpăceala pe toate celulele era plată ca pe larvele cu albine lucrătoare. După ce ouăle s-au transformat în larve și căpăceala deschisă, se putea vedea după ochii larvelor că toate sunt albine lucrătoare. Acest lucru dovedește că determinarea sexului la albine depinde de alelele sexuale. Larvele erau foarte împrăștiate deoarece jumătate din celule erau goale. Supraviețuirea acestor larve a fost de 50%. Studiile ulterioare au arătat că există 12 alele sexuale la albine.

Încă este necesar să se studieze ce s-a întâmplat cu larvele de ouă homozigote, adică larvele de trântori diploizi.

Ce se întâmplă cu larvele trântorilor diploizi?

Profesorul a construit mai întâi un stup de sticlă cu un fagure la mijloc. Pe ambele părți era sticlă prin care se puteau observa albinele. Printr-un microscop binocular, ouăle și larvele găsite în celule au putut fi examinate amănunțit. În acest stup a introdus un fagure cu larvele luate din cuib, unde matca a depus 50% de ouă heterozigote, din care eclozau larvele albinelor lucrătoare și 50% de ouă homozigote, din care eclozau larvele trântorilor diploizi. Larvele de trântori diploizi dispăreau. Profesorul a văzut prin microscop că în 6 ore de la eclozarea oului, albinele care hrăneau prindeau câteva larve cu fălcile, le scoteau de pe fundul celulei și le mâncau de vii, aceste încă mișcând. După căpăcirea celulelor, toate căpăcelile erau plate. După transformarea ouălelor în larve, după ce a verificat aspectul ochilor, s-a dovedit că toate larvele erau de albine lucrătoare.

Martyna Walerowicz

Articol autorizat și completat de profesorul Jerzy Woyke. Partea a doua a articolului va apărea în următorul număr al „Stupina”.

Abonament