«МОРФОЛОГИЯ ТРУТНЕЙ МЕДОНОСНЫХ ПЧЕЛ В УФИМСКОМ РАЙОНЕ И РАЗРАБОТКА УРОКА ДЛЯ ПРОФИЛЬНЫХ КЛАССОВ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЙКАК РЕАЛИЗАЦИЯ КОМПЕТЕНЦИЙ УЧАЩИХСЯ НА УРОКАХ БИОЛОГИИ» - ВКР

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 3

ГЛАВА. 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Некоторые аспекты морфологии, биологии трутней и рабочих особей

медоносных пчел Apis mellifera 6

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 20

2.1. Характеристика объекта и схема исследования 20

2.2. Методика проведения исследования 21

2.3. Методы сбора проб трутней Apis mellifera для морфометрического анализа 23

2.4. Препарирование и измерение хитиновых частей тела трутней 23

Анализ морфотипов трутней по окраске кутикулы 24

Определение окраски волосков трутней Apis mellifera 25

Измеряемые морфометрические признаки 26

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 30

3.1. Краткая характеристика территории исследования 30

3.2. Результаты оценки морфометрических или экстерьерных признаков трутней Apis mellifera на частной пасеке в селе Булгаково Уфимского района Республики Башкортостан 32

3.3. Разнообразие классов морфотипов и окраски волосков трутней Apis mellifera на частной пасеке в селе Булгаково Уфимского района Республики Башкортостан 35

ГЛАВА 4. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. Разработка урока на тему: «Внешняя морфология насекомых, на примере трутней медоносных пчел (Apis mellifera)» 37

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 43

ВЫВОДЫ 45

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 46

---

Введение

Актуальность темы. Территорию Республики Башкортостан с давних пор занимал ареал башкирской популяции среднерусского подвида или породы медоносной пчелы (Apis mellifera mellifera). Здесь располагается всемирно известный ФГБУ «Государственный природный биосферный заповедник «Шульган-Таш», который был создан с целью сохранения и разведения бортевой пчелы (экотип башкирской популяции среднерусского подвида), которая занесена во все издания Красной книги РБ и имеет статус 4 категории. В современном мире, где происходят изменения экосистем основными лимитирующими факторами для башкирской популяции медоносных пчел, как и для других подвидов и, составляющих их популяций, являются: метизация, связанная с интродукцией различных таксономических групп; уничтожение естественных местообитаний и основных медоносных растений; ухудшение экологической обстановки, связанное с прямым воздействием экотоксикантов и переносом воздушных масс со стороны промышленных центров, а также расширение ареалов вредителей, паразитов и возбудителей инфекционных, инвазионных и других заболеваний. В настоящее время большую проблему для пчеловодства республики представляет, не только возможность постепенной деградации бурзянских бортевых пчел, но и в целом исчезновение «чистой» башкирской популяции среднерусского подвида.

Сложившаяся ситуация, в системе сохранения популяций пчел, требует реализации мероприятий, основанных на современных и классических методологиях оценки их таксономической принадлежности, базирующихся на системе чистопородного разведения. Монахова М.А. (2009) исследуя некоторые аспекты генетического отцовства в наследственности пчелиной семьи, писала, что для сохранения генетической конституции продуктивных маток необходимо насыщение локальных популяций трутнями только от высокопродуктивных маток, с помощью близкородственного скрещивания маток-дочерей с трутнями-сыновьями. Данное высказывание, конечно же, подразумевает селекционно-племенную работу с чистопородными трутнями.

Таким образом, можно отметить, что с учетом современных реалий, для сохранения и разведения чистопородных пчелиных семей необходимо проводить регулярный мониторинг морфологических признаков медоносных пчел для выявления резерватов и изменений качественного состава популяций. При этом большую научно-практическую значимость имеют изыскания в области оценки морфологии трутней, так как благодаря данному направлению можно выявить чистопородность пчелиных маток и тем самым оценить биопотенциал пасек.

Целью работы явилось - проведение исследований морфологических признаков трутней медоносных пчел (Apis mellifera L.) на частной пасеке, расположенной в селе Булгаково Уфимского района Республики Башкортостан (РБ) и разработка урока по пчеловодству в рамках ВКР.

Были поставлены следующие задачи:

1. Оценить морфометрические признаки трутней Apis mellifera L на частной пасеке в селе Булгаково Уфимского района Республики Башкортостан (РБ);

2. Исследовать и изучить окраску хитиновых покровов или кутикулы (морфотипы) и волосков на брюшке трутней Apis mellifera L. на данной пасеке;

3. Разработать урок по пчеловодству в рамках представленной работы.

Научная новизна работы. Впервые проведена подробная морфологическая оценка трутней Apis mellifera L. на территории с. Булгаково Уфимского района Республики Башкортостан.

Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты исследований морфологических признаков трутней Apis mellifera L. на данной территории являются одним из важных приоритетных направлений по стратегии сохранения «культурного биоразнообразия» в Республике Башкортостан. Полученные в работе данные и результаты служат основой для биологических, энтомологических и экологических исследований

---

Выдержка из текста работы

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

Некоторые аспекты морфологии, биологии трутней и рабочих особей медоносных пчел apis mellifera

Специалистам и большинству пчеловодов-практиков известно, что трутневые особи (трутни или отцовские особи) (гаплоидные самцы) - особи мужского пола, развивающиеся из неоплодотворенных яиц и выполняющие одну жизненно-важную для сохранения пчел функцию - осеменение пчелиных маток. С биологической точки зрения, трутни самостоятельно, т.е. вне пчелиной семьи полноценно жить не могут. При визуальном морфологическом рассмотрении их выделяется широкое тело с толстым брюшком и довольно крупная голова с большими сложными, черными глазами (Губин В.А., Черевко Ю.А., 1988; Черевко Ю.А., 1996; Черевко Ю.А., Аветисян Г.А., 2006, 2007; Земскова Н.Е. и др., 2016; Иванцов Е.М. и др., 2015; Иванцов Е.М., 2016).

Специфической особенностью биологии размножения пчелиных семей является, заложенное в процессе эволюции, спаривание матки с множеством трутневых особей (по разным источникам от 9 - 10 и более) (Губин В.А., Черевко Ю.А., 1988; Черевко Ю.А., 1996; Черевко Ю.А., Аветисян Г.А., 2006, 2007; Еськов Е.К., 2014; Земскова Н.Е. и др., 2015; Иванцов Е.М., 2016).

Представленный факт впервые был описан Открытие этого явления принадлежит русскому ученому В.В. Тряско (1955—1956 гг.) Данная форма взаимоотношений женской и мужской пчелиных особей известно, как полиандрия. С открытием полиандрии стало понятным генетическое разнообразие у пчел (Тряско В.В., 1955, 1957, 1957а, 1966).

С хронологической точки зрения, первые работы известны с 1835 г., когда Дзержон, обнаружил на примере неспособной летать пчелиные матки одного из подроев, что из неоплодотворенных яиц выводятся трутни (партеногенез) (Херольд Э., Вайс К., 2007).

С учетом накопленных данных по пчелам, в дальнейшем Фон Балденштайн (1844 г.) пытался проводить чистопородное оплодотворение в отдаленных местах, тем самым он стал основателем случных пунктов (Херольд Э., Вайс К., 2007).

Еще в 1895 г. Т.В. Кован в монографии «Медоносная пчела» писал - трутневые особи выводятся только в летнее время и их единственная функция - оплодотворение маток. Автор в работе отмечал: «Половые органы подвергались большим исследованиям и описанию, со стороны многих натуралистов, из числа которых следует упомянуть о Сваммердаме, Реомюре, Губере, Фогель, Жирард» (Маннапов А.Г., Губайдуллин В.М., 2009).

Известный ученый Я. Дзержон в 1845 году открыл наличие мужского партеногенеза у Apis mellifera, т.е. экспериментально доказал факт того, что трутневые или отцовские особи развиваются из неоплодотворенных яиц, а женские особи - из оплодотворенных. А.Г. Маннапов и В.М. Губайдуллин (2009) отмечают, что, несмотря на выше представленный факт, ученые W.E. Kerr и N.N. Laidlaw (1956) были убеждены в том, что эта гаплоидно-диплоидная теория определения пола, представляет собой простое описание фактов без их объяснения (Маннапов А.Г., Губайдуллин В.М., 2009).

В тоже время W.E. Kerr и N.N. Laidlaw выдвигали свою гипотезу определения пола, а именно: существуют гены женственности (f), имеющие комулятивный эффект (ff = 2F), и гены мужественности (m), которые таким эффектом не обладают (mm = 1M). Следовательно, пол может быть детерминирован по балансу этих генов, т.е. трутень - гаплоид (M>F), а женские особи - диплоиды (2F>M) (Маннапов А.Г., Губайдуллин В.М., 2009). Также существует вторая гипотеза определения пола у медоносных пчел или гипотеза цитоплазматического баланса, т.е. мужские признаки определяются цитоплазмой, женские - хромосомами, а пол - балансом между ними (Маннапов А.Г., Губайдуллин В.М., 2009).

Последняя гипотеза - теория множественных аллелей гена пола. Данная гипотеза, как пишут А.Г. Маннапов и В.М. Губайдуллин, впервые были выявлены P.W. Whiting (1940) у осы-наездника Habrobrakon jugelandis (Маннапов А.Г., Губайдуллин В.М., 2009).

O. Mackensen (1951) предположил, что серия жизнеспособных аллелей, найденная у Apis mellifera, связана с определением пола. В соответствии с этой теорией, гетерозиготы по аллелю гена-пола становятся женскими особями, а гомозиготы - трутнями. Именно поэтому, O. Mackensen считается автором теории множественных аллелей гена пола у пчел. При этом, в дальнейшем польский биолог Е. Войке установил, что в популяциях медоносных пчел таких аллелей бывает не менее 19. В дальнейшем данная теория была описана и получила подтверждение в работах Е.Г. Чесноковой (1971) и Э.А. Липаска (1988, 1989) (Маннапов А.Г., Губайдуллин В.М., 2009).

Далее процитируем O. Mackensen (цитата взята из монографии А.Г. Маннапова и В.М. Губайдуллина, 2009): «Известно, что пол определяется серией аллельных генов в половом локусе (X), которые обозначаются буквами - Ха , Хв , Хс и т.д. Самки всегда гетерозиготны по аллелю пола и поэтому матки производят всегда два вида яиц: либо с одним, либо с другим аллелем. В связи с этим в семье всегда имеется два вида трутневых особей: с одним или с другим аллелем. Следовательно, половина их будет производить сперму с одним половым аллелем, а половина - с другим. Гетерозиготная по аллелю пола комбинация приводит к развитию женских особей (матка и рабочая пчела), а гомозиготная - бипарентального (от двух родителей) самца, личинку которого через несколько часов после появления из яйца съедают пчелы - кормилицы» (Маннапов А.Г., Губайдуллин В.М., 2009).

В дальнейшем, судя по некоторым научным публикациям O. Mackensen, предположил, под влиянием инбридинга снижается число половых аллелей в популяции и, в дальнейшем, возрастает доля нежизнеспособных бипарентальных мужских особей (Маннапов А.Г., Губайдуллин В.М., 2009).

Анализируя состояние и особенности вопроса значимости трутней в пчелиных семьях, стоит вспомнить научные издания Ю.А. Черевко и Г.А. Аветисяна, в которых они отмечали, что состояние отцовских семей в племенных репродукторах позволяет сделать вывод о том, что пчеловоды в данных хозяйствах разведению трутней придают формальное значение. Данная ситуация объясняется тем, что пчеловоды-практики и специалисты считают, что семьи сами выводят достаточное число трутневых особей для спаривания с пчелиными матками. Также, существует мнение, что чем меньше выводится маток, тем меньше нужно трутней для их полноценного и качественного спаривания (Черевко Ю.А., 1996; Черевко Ю.А., Аветисян Г.А., 2006, 2007).

С учетом существующих проблем гибридизации и вопросов сохранения «чистоты» популяций медоносных пчел, в современном пчеловодстве существует проблема реализации и внедрения методологий чистопородного разведения на пасеках всех уровней (любительские, товарные, разведенческие и др.).

В данном аспекте, ряд специалистов (Чащухин В.А., Лаптева И.С., 2009; Чащухин В.А., Лаптева И.С., 2011; Бакина С.Н., 2016; Абрамчук А.В., 2010; Бородачев А.В. и др., 2006, 2015; Броварский В.Д., 2000; Войке Е., 1976; Газизова Н.Р. и др., 2018), имея научно-доказательную базу утверждали: система создания «массивов» чистопородного разведения должна основываться на принципах, учитывающих, прежде всего то, что трутневые особи и пчелиные матки выполняют доминантную роль в процессах изменения, подержания пластичности и стабильности таксономических групп медоносных пчел и их популяций.

При этом, отмечая важность создания массивов «чистого» разведения пчел, при проведении селекционно-племенных мероприятий, В.А. Губин и Ю.А. Черевко (1988) писали, что большинство пчеловодов, занимающихся разведением и репродукцией пчел, ведут отбор в основном по материнской линии, что значительно снижает эффективность проводимых работ.

В то же время, создав постоянную трутневую «насыщенность» желаемой породы, можно повлиять на их становление не только на своей пасеке или в хозяйстве, но и «поглотить» кровь других пород на соседних пасеках, а в дальнейшем и на большей части, т.е. по административным районам, областям и т.д. Следовательно, улучшение качества пчел тесным образом связано с селекцией по обоим родителям. На определенных этапах работы роль каждой стороны может несколько уменьшаться или увеличиваться, но всегда будет оказывать существенное влияние на становление, сохранение и стабильность породы.

Профессор Н.И. Кривцов (1995) в научном издании «Среднерусские пчелы» писал: «.J. Vaillann (1982) вслед за другими авторами призывал учитывать наследственность трутней и считал, что она имеет не меньшее значение, чем наследственность маток в формировании генотипа женских особей потомства.» (Кривцов Н.И., 1995).

Однако, несмотря на существенные знания в биологии, физиологии и морфологии трутней, существует ряд дискуссионных вопросов. Ф. Руттнер отмечал, что важной задачей в методологии искусственного осеменения пчелиных маток, является обеспечение данного процесса половозрелыми трутневыми особями, соответствующего таксономического происхождения и возраста (Руттнер Ф., 2006). При этом, он предлагает некоторые методы вывода и дальнейшего содержания трутней, со ссылкой на ряд авторов, например: содержание их с пчелами-кормилицами вне улья с момента вывода трутней в инкубаторе до их полного полового созревания предлагают E.R. Jaycox (1961) и H. Morimoto (1963); метод H.H. Laidlow (1932, 1944, 1954), где происходит изоляция в клеточках из разделительной решетки трутней с момента вывода до их использования; сот с трутневым расплодом дают в пчелиную семью или в сильный нуклеус для вывода трутней и т.д.

На наш взгляд, применение данных методов, конечно же, зависит от существующей специализации на пасеке, наличия оборудования, профессионализма и навыков пчеловода. Однако, стоит согласиться с автором, где он выделяет ряд особенностей, связанных, прежде всего с биологией семей. Например: трудно получить трутней от плодных маток; полная неспособность их к откладыванию трутневых яиц, может, согласно W.K. Gorbatschjow (1961), вызываться рецессивным геном, нарушающим механизм закрывания семяприемника. Данная ситуация приводит к тому, что все откладываемые пчелиной маткой яйца, обеспечиваются сперматозоидами. По сведениям авторов, часто встречается ситуация когда инбредные семьи не выводят трутней. Также, стоит отметить, что молодые пчелиные матки в первый год жизни не откладывают неоплодотворенные яйца.

---

Заключение

Проведенный нами анализ доступных литературных источников позволил установить, что при проведении мониторинга таксономической принадлежности пчел популяций, большое значение, имеют изыскания в области морфологии трутней.

Исследования морфологических признаков трутней медоносных пчел на частной пасеке, расположенной в селе Булгаково Уфимского района Республики Башкортостан и разработка урока по пчеловодству в рамках ВКР позволили нам получить следующие результаты: различия между средними значениями и крайними вариантами Lim признаков трутней небольшие, что позволяет сделать вывод об однородности исследованной выборки. При этом, полученные данные подтверждают эффективность проводимых мероприятий по содержанию и разведению пчел, а именно: выведение и замена пчелиных маток, отбор семей, отвечающих зоотехническим требованиям и плановая их ротация.

Также стоит отметить, что с учетом современных требований в системе образования реализация, представленных методов и результатов диссертаций, в виде урока (занятий) позволит в перспективе реализовать следующие компетенции обучающихся:

общекультурные - ОК (ОК-1 способностью к абстрактному мышлению, анализу, синтезу, способностью совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень, ОК-2 готовностью действовать в нестандартных ситуациях, нести социальную и этическую ответственность за принятые решения, ОК-3 способностью к самостоятельному освоению и использованию новых методов исследования, к освоению новых сфер профессиональной деятельности);

общепрофессиональные - ОПК (ОПК-1 готовностью осуществлять профессиональную коммуникацию в устной и письменной формах на русском и иностранном языках для решения задач профессиональной деятельности, ОПК-2 готовностью использовать знание современных проблем науки и образования при решении профессиональных задач);

профессиональные - ПК (ПК-5 способностью анализировать результаты научных исследований, применять их при решении конкретных научно-исследовательских задач в сфере науки и образования, самостоятельно осуществлять научное исследование) и ряд других.

---

Список литературы

1. Абрамчук, А.В. Особенности развития трутней в пчелиных семьях Apis mellifera L. на территории Краснодарского края: диссертация к.с.-х. наук: 06.02.10 / Абрамчук Алексей Васильевич. - Дивово, 2010. - 125с.

2. Абрамчук, А.В. Особенности развития трутней в пчелиных семьях Apis mellifera L. на территории Краснодарского края: автореферат диссертации к.с.-х. наук: 06.02.10 / Абрамчук Алексей Васильевич. - Дивово, 2010. - 125с.

3. Бакина, С.Н. Эколого-генетические аспекты селекции среднерусских пчелиных семей на снижение агрессивности: диссертация к.с.- х. наук: 06.02.07 / Бакина Светлана Николаевна. - Орел, 2016. - 149с.

4. Биглова, Л.Ф. Морфологическая оценка Apis mellifera популяции лесостепной природно-сельскохозяйственной зоны Республики Башкортостан / Л.Ф. Биглова, В.Н. Саттаров, Н.Ф. Мухаметова, Г.Н. Шакирова, Н.Е. Земскова. - Монография. - Уфа: Изд-во БГПУ, 2014. - 160с.

5. Бородачев, А.В. Методы проведения научно-исследовательских работ в пчеловодстве / А.В. Бородачев, А.Н. Бурмистров, А.И. Касьянов и др. // Методические рекомендации. - Рыбное: НИИП, 2006. - 154 с.

+ еще 68 источников

---