Формирование гнезда после откачки меда: Гнездо собираю дважды

Гнездо собираю дважды

Гнездо собираю дважды

Успешная зимовка пчел, как мы уже знаем, зависит от множества факторов. И даже мелочи в таком вопросе не должны быть обойдены вниманием пчеловода. Одним из важных, я бы сказал, основных условий успешной зимовки пчёл является правильная сборка гнезда на зиму. Это значит, что в гнезде должно быть достаточно корма и места для образования клуба, и рамки должны быть подобраны примерно одного цвета. Очень темные или свежеоттянутые я не использую. Во-первых — накапливается повышенное содержание радиации да и ячейки от многократного выхода расплода уменьшаются в размере, что приводит к выведению некачественных пчёл. Вторые — холодные для зимовки пчёл и вывода ранневесеннего расплода. Я использую рамки, в ячейках которых 2-3 раза вышел расплод.

Сборку гнезда на зиму я начинаю после последней откачки меда, в августе (примерно 20-25 августа). Это, так сказать, предварительная сборка гнезда на зиму.

Оставляю столько рамок в гнезде, сколько обсиживают пчелы. И в это время периодически ставлю по две рамки на 2-3 дня за диафрагму для обсушки после откачки мёда. Подкормку провожу порциями по 3-4 литра — и все это выбирается за ночь. Пчёлы заполняют переработанным сиропом примерно половину рамки. Причем откладывают его в верхнюю её часть. Остальной запас они пополняют, летая за взятком. В конце августа на колхозных полях можно встретить осенний рапс, а в лесу вереск. Нектар с этих медоносов пчелы складывают внизу рамок и используют в первую очередь, не дав ему закристаллизоваться. Вот почему сахарный сироп надо скармливать большими порциями, за 4-5 раз. Так что жизнь заставляет кое-что корректировать при отправке пчёл на зимовку.

При переносе и переработке сиропа происходит интенсивный износ пчёл. В природе в это время взяток тоже не везде есть, и пчелы в поисках его также изнашиваются. Следовательно, необходима вторая сборка гнезда примерно 10 сентября. Утепления в гнезде все снимаю, чтобы матка не откладывала яиц, убираю маломедные и не обсиженные пчелами рамки за диафрагму, а с расплодом — к диафрагме, то есть на край гнезда.

В это время в гнездо ставлю пластины с апистаном, т. к. в гнезде в это время примерно по 5 рамок с расплодом. По мере выхода расплода ячейки заполняются кормом, а так как ночи уже холодные и утеплений нет, то матка прекращает кладку яиц.

В конце сентября — начале октября, выбрав подходящий день для осмотра, я провожу последнюю и основную корректировку сборки гнезда. Убираю апистан и утепляю гнездо на зимовку соломенными матами.

Л.Ф. Иоскевич.

Другие статьи на эту тему читайте здесь.

осенняя ревизия, подкормка сиропом на зиму

После откачки меда: осенняя ревизия, подкормка сиропом на зиму.

Обычно к августу резко сокращается медосбор, что может привести к появлению пчелиного воровства, поэтому ежедневный наружный осмотр семей желательно проводить по нескольку раз в день.

Процедура эта несложная, занимает несколько минут, а предотвратить может большие неприятности на пасеке.

Сработавшиеся на главном медосборе семьи уменьшаются в размере, поэтому надо следить за соответствием объема улья силе семей. Обычно удаляются лишние медовые магазины.

Из гнезда также убираются рамки с вощиной, если к этому времени они еще оставались в улье, так как в августе пчелы, как правило, не занимаются строительством и рамки с листами незастроенной вощины будут нарушать целостность гнезда.

Поскольку в августе уже начинаются холодные ночи, и интенсивность лета пчел не столь высока, то надо уменьшить летки, ослабить вентиляцию гнезда, положить на верх рамок утеплительную подушку.

Обычно к августу или в начале августа семьи привозят с кочевки на то место, где они будут зимовать. Не позже 15-20 августа проводят полную осеннюю ревизию. Ее можно совместить с последней откачкой меда, но удобнее эти операции разделить и откачку меда сделать в первых числах августа.

Осенняя ревизия пчел

При осенней ревизии полностью разбирается и расплодная часть гнезда, которая не разбиралась с момента выезда на главный взяток. Внимательно осматривается каждая рамка и определяется, сколько в ней меда (кг), перги (рамок), расплода открытого и закрытого (рамок), пчел (кг).

По каждой рамке делаются записи в тетради. Если в семьях есть свежий открытый расплод, то матку отыскивать необязательно. Если расплода нет или есть только закрытый расплод, то матку надо попробовать найти.

Если при достаточном количестве закрытого расплода матка обнаружена, она не имеет внешних дефектов (на ее теле нет никаких вмятин, имеются все ножки и на ножках коготки, имеются все крылья и они не обтрепаны) и нормально передвигается по соту, то такая семья считается нормальной.

Раннее прекращение яйцекладки, особенно у маток старше одного года, может произойти при резком уменьшении количества корма в гнезде (например, при предыдущей откачке меда) и не связано с ее физиологическим состоянием, поэтому такая матка не подлежит выбраковке.

Если при отсутствии расплода или при небольшом количестве закрытого расплода матка не обнаружена или обнаружена матка с внешними дефектами, то такая семья ставится на отдельный учет для принятия решения о ее дальнейшей судьбе.

В ходе осенней ревизии выбраковывают старые и некачественные (деформированные, с наплывами, недостроенные и т.д.) соты, а также производят предварительную сборку гнезда.

В остающихся в гнезде сотах для обеспечения свободного перемещения пчел в зимнем клубе карандашом или палочкой делают 2 сквозных отверстия диаметром 8-10 мм в районе центра сота.

По окончании работы со всеми семьями на основании сделанных записей оценивают их состояние и обеспеченность кормами. После анализа общего состояния пасеки определяют, сколько семей будут зимовать.

С учетом всей имеющейся информации составляют план ремонта семей, в котором определяют: какие семьи подлежат выбраковке и соединению с другими семьями, в какие семьи и из каких передать рамки с расплодом, медом или пергой, каким семьям и сколько дать рамок с медом и пергой из летних запасов, а также сколько дать сахарного сиропа.

При этом нужно иметь в виду, что корма в каждой семье должно быть на 4-5 кг больше, чем его потребуется зимой, так как семьям предстоит еще кормить расплод и потреблять корм самим.

Ремонт семей проводится в ближайшие дни после осенней ревизии, и обычно эта операция не занимает много времени. Сразу после этого на ульи ставятся кормушки и начинается подкормка сахарным сиропом на зиму.

Подкормка пчел сахарным сиропом на зиму — приготовка сиропа

В зависимости от необходимости подкормку можно проводить большими (по 2-3 л) или малыми (по 0,3-0,5 л) дозами.

Подкормку большими дозами проводят, когда в семье достаточно пчел и расплода. Если необходимо стимулировать яйцекладку матки, то подкормку проводят малыми дозами, но в любом случае подкормка должна быть закончена не позднее 5-10 сентября.

Пчелам легче перерабатывать сироп при теплой погоде: кроме того, если во время переработки сиропа в природе будет отсутствовать пыльца, то пчелы могут не запечатывать ячейки с полностью готовым «сахарным» медом и в период зимовки он может закисать.

Установлено, что лучше всего осенью пчелы перерабатывают сахарный сироп в концентрации 1 л воды на 1,5 кг сахара.

Вода для сиропа должна быть мягкой, а сахар -качественной очистки.

Сахар-сырец, сахар-рафинад, сахарные сметки и другие суррогаты сахара для зимнего корма не годятся.

При объемном измерении количества сахара надо иметь в виду, что литровая емкость вмещает 0,8-0,85 кг сахара нормальной влажности.

Сахар в горячей воде надо размешивать до полного растворения даже мельчайших кристаллов. Сироп нельзя ставить на огонь во избежание его подгорания.

После остывания сиропа до температуры 40-45°С перед раздачей в него полезно добавить 1 г лимонной кислоты на 1 кг сахара.

Полезно также в сироп добавить 5-10% натурального меда.

Чтобы предотвратить пчелиное воровство, сироп надо раздавать в ульи вечером после прекращения лета пчел.

При этом надо стараться раздачу проводить быстро и аккуратно, не допускать разлива сиропа на землю или ульи.

Осенью в семью на подкормку надо давать не более 6-8 кг сахара (не сиропа!), причем помнить, что из 1 кг сахара пчелы приготовят 1 кг «сахарного» меда.

Общее количество кормов на зиму рассчитывается, исходя из нормы 2 кг кормов – на одну улочку пчел.

Похожие статьи:

Как заняться пчеловодством

Сборка гнезд на зиму

После окончания медосбора и откачки меда начинается предварительная сборка гнезда.
Удаляются магазины, рамки с малым количеством меда из-под вышедшего расплода, а также медовые рамки при замене меда сахаром. Пчеловоды убирают рамки, бывшие в зимовке, а оставляют отстроенные в текущем году, заполненные медом и с расплодом. В случае замены кормового меда сахаром они подставляют рамки для заполнения кормом.

Так проводится предварительная сборка гнезд на зиму в ульях-лежаках и двенадцатирамочных ульях. В многокорпусных при сборке гнезд удаляются корпуса из-под выкачанного меда, а сам процесс длится в течение всего летнего периода. В двухкорпусных ульях гнездо на зиму оставляется в одном корпусе.

Окончательную сборку гнезд пчеловоды выполняют после выращивания расплода — в конце августа — первой декаде сентября.

Они удаляют рамки из-под вышедшего расплода, в которых мало меда. В гнезде оставляется не менее двадцати килограммов корма, а на складе — восемь — десять из расчета на семью.

Имеется несколько способов сборки гнезд в зависимости от расположения кормов: односторонняя, когда основные запасы находятся в одной стороне; двусторонняя — по обе стороны от центра; равномерная — равномерно по всему гнезду. В первых двух случаях пчелы во время зимовки, передвигаясь в сторону кормовых запасов, переходят из улочки в улочку. При этом в период низких температур часть пчел может застывать на боковых брусках. При равномерной сборке гнезд пчелы движутся вначале вверх, а затем вдоль улочек, без перехода из одной в другую. В течение зимы

они из крайних, средних и центральных улочек меняются через отверстия в сотах, между брусками и сотами. Чтобы облегчить им этот переход, поперек рамок (в верхней части гнезда, где теплее) пчеловоды кладут один или два бруска толщиной десять — двенадцать миллиметров.

При любом способе сборки кормов должно быть не менее трех килограммов на улочку пчел.

Количество рамок в гнезде зависит от силы . пчелиной семьи. Обычно оставляется на одну-две рамки больше, чем обсиживают пчелы в начале формирования зимнего клуба. Некоторые пчеловоды оставляют рамок столько, сколько заполнено улочек, то есть зимовку пчел проводят на сжатых гнездах. При этом, утверждают они, пчелы во время зимовки обсиживают все рамки, соты не плесневеют и нет сырости.

В конечном же итоге благополучный исход зимовки зависит не от числа рамок, а от физиологической подготовленности пчел, качества и количества кормовых запасов, от условий зимовки.

Откачка меда — Начинающему пчеловоду

Откачка меда

Наиболее благоприятное время для замены медовых сотов на пустые — вторая половина дня, когда многие медоносы прекращают нектаровыделение и

вмешательство пчеловода не повлияет отрицательно на работу пчел.

Нельзя допускать в меде примесь сахара. Как известно, в период главного медосбора пчелы совершенно не берут сахарной подкормки. Однако чтобы не ухудшить качество товарного меда, рамки из расплодно-кормового корпуса или с центра гнезда для откачки не берут, так как в них может находиться «сахарный» мед, который пчелы переработали еще в весенний период.

Из улья для откачки отбирают те соты, которые запечатаны на одну третью часть. Не следует ждать, пока пчелы полностью запечатают все рамки. Из-за недостатка свободных ячеек для размещения нектара и переработки его в мед пчелы в этом случае снизят медосбор. Если на пасеке имеется достаточное количество запасных сотов, то одновременно с отбором рамок для откачки меда гнезда расширяют рамками, взятыми на складе. Если запасных рамок мало, то вместо отобранных в улей ставят рамки, из которых мед уже откачали.

К отбору медовых рамок из гнезд приступают со стороны наименьшего лёта пчел, чтобы не мешать им работать. В двухкорпусных ульях первый отбор меда начинают с нижнего корпуса, а верхний ставят либо на крышку улья, либо на специальный столик. Сначала в нижний корпус опускают из верхнего 3—4 полномедные рамки, предназначая их для корма на зиму с тем, чтобы в дальнейшем нижние корпуса до окончательного снятия верхних не осматривать. С вынутых из нижнего корпуса маломедных и неподходящих для гнезда рамок пчел сметают в улей однорядной щеткой или гусиным пером, а потом ставят в переносной ящик. Затем на укомплектованный медовыми и медовоперговыми рамками нижний корпус ставят второй корпус и начинают заменять поочередно медовые рамки на пустые соты, стараясь дымом опустить пчел, а оставшихся на рамках пчел либо стряхивают в нижний корпус, либо аккуратно сметают щеткой, как бы отрывая пчел от поверхности сота. Работу по замене медовых рамок на пустые проводят аккуратно, чтобы не озлобить пчел, затрачивая на нее в одной семье пчел 5—7 мин. При отборе меда из многокорпусных ульев пчеловоды облегчают себе работу тем, что верхние корпуса, если они без расплода, заменяют на корпуса с пустыми сотами, предварительно согнав пчел с медовых рамок дымом или холстиком, пропитанным карболово-глицериновым раствором. Некоторые пчеловоды сдувают пчел с рамок воздухом с помощью устройства по типу пылесоса обратного действия.

Если в верхних корпусах окажется расплод (что часто случается), рамки переносят в нижний корпус.

Отбор меда из ульев-лежаков и магазинных надставок производится таким же образом. Однако при укомплектовании гнезд в ульях-лежаках рамки с расплодом группируют в середине гнезда, чтобы избежать закладки пчелами ложных свищевых маточников.

Перед откачкой меда запечатанные соты распечатывают пасечным ножом (паровым ножом, виброножом или специальной пасечной вилкой). Лезвие пасечного ножа должно быть горячим, для этого несколько ножей одновременно помещают в посуду с кипящей водой. Горячим ножом пилящими движениями срезают крышечки с ячеек сотов.

У парового ножа лезвие разогревается паром, у виброножа лезвие приводится в движение (вибрирует) от электромотора. При распечатывании сотов вилкой крышечки ячеек соскабливают (вскрывают) вилкой, после чего мед откачивают.

Перед откачкой меда медогонку тщательно моют, а затем укрепляют на специальной подставке-крестовине так, чтобы в момент работы медогонка не качалась и под ней можно было бы установить ведро или бак для слива меда. Соты с медом устанавливают в кассеты медогонки таким образом, чтобы нижний брусок рамки находился впереди по ходу движения кассеты. Это связано с тем, что ячейки имеют некоторый уклон в глубь сота, и при указанном его размещении в кассете мед при вращении ротора медогонки будет легче выбрызгиваться из ячеек. Кассеты медогонки стремятся зарядить равными по весу рамками, особенно противоположные стороны, чтобы избежать их вибрации при откачке.

Рукоятку медогонки вначале вращают медленно, постепенно увеличивая скорость. После частичной откачки меда с одной стороны сота кассеты с рамками поворачивают и мед полностью откачивают с противоположной стороны, вращая ручку медогонки в обратном направлении. Затем кассеты вновь приводят в первоначальное положение и завершают откачку меда с первой стороны сота. Откачивать сразу весь мед с обеих сторон сота не следует, так как под влиянием силы тяжести сот может поломаться. Откачанный мед сливают через кран, на который предварительно вешают специальный фильтр.

Освобожденные от меда рамки очищают от воска, прополиса и снова пускают в оборот, т. е. пчеловод заменяет ими медовые рамки в следующих семьях пчел. Вместо выбракованных сотов ставят рамки с вощиной.

Число повторностей откачки меда зависит от силы пчелиных семей и сложившихся погодных условий, но обычно бывает от одного до пяти раз.

Жизнь нашей пасеки или практическое пчеловодство: Сборка гнезда на зиму.

Покупайте мед и другие продукты пчеловодства, непосредственно у пчеловодов!

Наша семейная пасека находится в Новобурасском районе, Саратовской области и насчитывает более двухсот пчелосемей средне-русской породы пчел татарской популяции — на сайте подробно представлены фото и видео материалы с нашей пасеки. Наши пчелы используют медосбор с с/х культур (подсолнечник, гречиха) и естественных медоносов леса (разнотравье). Качество нашего меда очень хорошее, он всегда полностью запечатан в сотах, зрел, не имеет повышенной влажности ( не выше 17-18%) и потому полностью ферментирован.

Мелкооптовая продажа продукции нашей пасеки (мед, забрус, прополис, 10%-ная прополисовая настойка, сотовый мед, запрополисованные холстики, подмор пчел,прекрасный напиток — медовуху; для желающих заняться пчеловодством — пчелосемьи) возможна через доставку к Вам на дом нами лично (от 3-х банок по 3л. — возможно мед нужен не только Вам, но и Вашим родственникам или соседям, коллегам по работе), либо самовывозом. Также продажа продукции возможна с доставкой до покупателя, по средству ТК «ПЭК»или любой другой по-Вашему желанию, либо самовывозом. Продукцию пасеки можно заказать через форму связи сайта «Для писем…», через e-mail: [email protected], либо позвонив/отправив смс по/на тел: 8 953 63 68 250 (Сергей), (с 9:00 до 21:00). Подробнее…

Пасека находится в экологически чистом месте, расположена между лесом и фермерскими полями, в дали от крупных автотрасс и предприятий, имеет ветеринарный паспорт и проходит ежегодное обследование на наличие болезней пчел в районной ветлабаратории, с занесением результатов в паспорт пасеки, на продукцию (мед) также имеются все необходимые документы.
В своей технологии пчеловождения мы стараемся придерживаться принципов биодинамического пчеловождения. Например: наши пчелы зимуют исключительно на меду, мы не используем сахара ни в каком виде и не при каких мероприятиях; применение химических препоратов для лечения пчел сведено к минимуму, так мы широко применяем на своей пасеке такие лекарственные растения как чистотел , что не наносит вреда пчелам и нашей продукции (меду), противоварроатозный препарат экопол содержащий только натуральные эфирные масла растений. Подробнее…

Осенние забавы пчеловодов. Формирование пчелиного гнезда на зиму — Pasekoff.com

После завершения активного сезона и к выходу пчел на зимний покой есть достаточно длинный переходный период. Для классической медовой пасеки конец сезона, как правило, совпадает с последней откачкой меда. Календарная дата зависит от региона (точнее — медоносной базы), но, конечно, для большинства областей Украины речь идет о начале августа. Последние облеты как правило происходят в начале ноября. То есть, этот переходный период длится 3 месяца (август-октябрь)! Это ровно столько, сколько и активный сезон (май-июль).

Биология пчел, а не календарь!

На этот последний период пасечник имеет одно глобальное задание — правильно подготовить пчел к зимовке, тем самым заложивши основы для удачного вхождения к новый сезон. Подготовка включает три составляющих: наращивание пчел, формирование кормовых запасов и борьбу с клещем варроа. О наращивании пчел достаточно подробно мы рассказывали в статье. Что касается варроа, то классика отечественного пчеловодства — это акарицидные волоски после последней откачки в августе-сентябре плюс контрольный выстрел амитразой, когда выйдет весь расплод, ближе к началу ноября. Такая тяжелая химическая артилерия, при условии своевременного использования правильных (проверенных) препаратов, не оставляет шанса паразитам. Поэтому остается формирование кормовых запасов и составление зимнего гнезда. Здесь вариантов очень много, в зависимости от того, на чем зимуем: на меде или на искусственном корме, какое соотношение запасов и какой именно искусственный корм используем. Один из самых распространенных вопросов начинающих и не только: до какого времени можно кормить пчел?

«До 5 сентября!», — уверенно ответил аксакал отечественного пчеловодства Николая Улянич. Возникает логический встречный вопрос: а почему не до 1-го или 10-го? Другой «аксакал» также уверенно утверждает, что подкормка должна быть завершена до «второго Спаса» (то есть до 19-го августа), потому что там делали деды… На самом деле же при современных климатических катаклизмах, если подготовить пчел в августе, то в начале ноября придется делать все заново. Задача современного пасечника — сделать окончательное формирование гнезда как можно позже, ближе к зиме! Потому что если закрыть улей в августе и больше не трогать, то за три месяца до зимы там много чего изменится. Это не означает, однако, что после последней откачки о пчелах следует забыть и вспомнить только в начале ноября. Сложить гнездо очень легко, когда есть достаточное количество кормов, которые расположены компактно. То есть, когда каждая стандартная рамка (на 300) в среднем содержит не менее 2 кг меда (полрамки). Если на конец октября-начало ноября на каждую семью по 7-8 таких рамок — все в ажуре! При этом, в отдельных рамках может быть и по 1-1,5 кг. Главное, чтобы их можно было разбавить рамками на 3 кг. Главная цель — обеспечить в каждой улочке примерно 2 кг корма. Конечно, речь идет о «правильных» пчелах, которые не съедают за зиму по 20 кг кормов!

На чем зимовать пчелам?

Очень важным фактором есть количество зимовых кормов. Практика свидетельствует, что пчелы лучше зимуют на сахарном сиропе, чем на медах, например, из подсолнечника или гречнихи. Это уже не говоря о падеже. Следовательно, целесообразным является разбавлять «зимовый» мед искусственным кормом, скармливая как минимум по 3-5 кг сахара на товарную пчелосемью. Когда стоит цель частично разбавить запасы, то логично скармливать сироп как можно позже, иначе его «размажут» и съедять еще осенью! В идеале искусственный корм должен быть компактно сложенным в центральный рамки, из которых выходит последний расплод с тем, чтобы зимой пчелы начали потреблять его в первую очередь. И здесь аксакалы вам скажут: «зимная пчела не должна принимать участие в выращивании расплода и переработке сахарного сиропа». Святая правда! Но на практике — утопия… Кстати, выращивание расплода однозначно ослабляет пчел больше, чем переработка сиропа. Также практика свидетельствует: беда от переработки сиропа значительно преувеличивается теоретиками. Современные альтернативные заменители сахара вообще не должны изнашивать пчел, по крайней мере теоретиески. Мы не призываем кормить пчел в ноябре и, даже, в октябре, хотя при необходимости (когда кормов мало) это необходимо делать, не задумываясь. Но не видим ничего плохого, если такая «разбавочная» подкормка будет сделана, например, в конце сентября!

Читайте так же

Если пасечник планирует зимовать «на чистом» меде, то еще в конце последней откачки должен оставить не менее 20 кг на семью. Когда же откачивает почти все под ноль, то должен подкормить 20 кг сахара и сделать это как можно раньше.

Финишная прямая

Вообще, сложить гнездо, когда кормов достаточно (примерно 20 кг) и они расположены компактно — не проблема. Кстати, специфика зависит от конструкции улья. Задача осложняется, когда есть только 12 кг и мед «размазан» так, что есть много «маломедок» по 0,5-1,5 кг. Тогда придется заниматься осушкой таких рамок. Это — очень сложное дело. Пчелы категорически не хотят переносить в гнездо не запечатанный мед, особенно если на улице тепло. Печатный, конечно, без проблем забирают, если его поскрести вилочкой. Также следует иметь ввиду, что пчелы намного лучше осушают рамки из-под гнезда, а не сверху. Это стоит применить при работе с корпусными ульями. Время проведения окончательной коррекции гнезд осенью определяется почти полным отсутствием расплода. Следует понимать, что проведение этой процедуры очень зависит от погоды. Она почти вообще не позволяет сделать эту операцию. «Правильные» пчелы, имея достаточные запасы кормов, обычно самостоятельно формируют гнездо. В любом случае совершая завершальный контроль не следует перекраивать гнездо полностью. Влезать (переставлять рамки) следует в случае реальной необходимости. Например, если в центре (после выхода расплода) очень мало кормов (менее 1,5 кг на уличек). Если перекроить гнездо радикально, пчелы могут сесть заново не оптимальным образом, скажем, под стеной, а не по центру! Очень часто пасечники советуют по-максимуму сужать гнезда. Обычно, если рамок в улье вдвое больше, чем обсиживаются пчелами — это перебор! Но по нашему мнению, не будет ничего сложного, если по краям гнезда останется по одной полномерной рамке, которая не обсиживается пчелами.

Работа на пасеке в августе

1. Завершение медосбора и откачки меда.
2. Проведение осенней ревизии.
3. Подкормка пчел.

Август — последний месяц лета. Погода стоит теплая, в лесах и на неубранных посевах еще имеются цветы. Но контрольный улей показывает, что привесы их уже не более 100-200 г. за день.

Главный взяток закончился, поэтому с ульев убирают все магазинные надставки, а при 2-корпусном содержании и вторые корпуса. Имеющийся во втором корпусе расплод переносят в первьта, летки сокращают наполовину. После снятия магазинных надставок мед из них откачивают, а рамки дают пчелам на осушку. Для осушки магазины с рамками ставят вечером в сильную семью, положок при этом не снимают, а только загибают, чтобы пчелы могли заходить в магазины и обратно. На одну семью можно ставить для осушки 2-3 магазина. Утром их убирают. Если для хранения.рамок есть чистые хорошие ящики, в которые не смогут попадать пчелы, то рамки можно и не давать для осушки. При снятии магазинов и вторых корпусов проверяют наличие матки. Безматочным семьям дают запасную из нуклеуса. После сокращения гнезд матки не прекращают червения, что положительно сказывается на зимовке пчел.

Осеннюю ревизию пчеловоды стараются провести до 20 августа. За период главного взятка семьи теряют более половины пчел, и они снова, как и весной, не будут полностью обсиживать все гнездо. При ревизии необходимо определить силу семьи и оставить в гнезде столько рамок, сколько занимают пчелы. Если окажется их больше, то зачастую они плес-невеют или портятся мышами.

Из гнезд в первую очередь удаляют не полностью отстроенные, светлые, пустые и маломедные рамки. Лучшими для зимовки являются рамки со светло-коричневыми и коричневыми сотами, наполовину заполненные запечатанным медом, то есть имеющие 1,5-2,0 кг меда. При сборке в гнездо ставят все рамки с расплодом, хотя в них меда меньше 1,5 кг. В 16-рамочных ульях и лежаках гнезда собирают к западной стенке, а если нет запасных ульев для пересадки пчел весной, то к восточной. Первую рамку (лучше заполненную медом с одной стороны) ставят в 20-25 мм от наружной стенки, пустой стороной к стенке ( при удалении крайних сот от стенки улья на 20-25 мм. они не сыреют и не плесневеют), затем ставят вторую и третью рамки (многомедные, по 2,5-3,0 кг каждая). После них — все рамки с расплодом и опять 2-3 многомедные рамки. В гнезде обязательно оставляют и рамку с пергой. Ставят диафрагму, боковое утепление не делают. Сверху улей укрывают так же, как и весной. Летки сокращают до 5-6 см. Нельзя допустить попадания в улей падевого меда. При подозрении на него мед направляют в лабораторию на исследование.

Может проверку меда на падь провести и сам пчеловод при помощи известковой или спиртовой реакции.
ИЗВЕСТКОВАЯ РЕАКЦИЯ — из гнезда пчелосемьи берут в пробирку 5 см³ меда, который берут в разных точках гнезда, и добавляют туда столько же дистиллированной или дождевой воды и тщательно размешивают. Затем в пробирку заливают 10 см:; известковой, воды. Снова хорошо размешивают и нагревают до кипения. Если в меде пади нет, то раствор не изменит своего цвета и останется прозрачным, если падь есть, то наблюдается помутнение раствора и выпадение на дно хлопьев бурого цвета.
Известковую воду готовят так: берут килограмм негашеной извести и столько же дистиллированной воды, тщательно перемешивают и дают отстояться. Прозрачный слой жидкости сливают — это и будет известковая вода.

СПИРТОВАЯ РЕАКЦИЯ — из гнезда пчелосемьи берут 5 см3 меда в пробирку, добавляют столько же дистиллированной воды, размешивают и вливают в пробирку 10 частей 96% винного спирта, все тщательно размешивают. Если мед не содержит пади, раствор не помутнеет и не даст хлопьевидного осадка.

Сразу же после сборки гнезда пчелам дают подкормку — по 6 кг. сахара на каждую семью (именно сахара). Сироп готовят 60%-ной концентрации, то есть 3 весовых части сахара и 2 части воды. Готовят его так: берут расчетное количество сахара и воды, кипящую воду снимают с огня и высыпают в нее сахар, размешивают до тех пор, пока он весь не растворится. Сироп не кипятят. Остужают его до температуры 35-36° и по 3-4 л. дают каждой семье. Вечером, после окончания лета пчел, повторно дают с интервалом в 2-3 дня.

После подкормки общие запасы в каждой семье будут составлять 12-14 кг меда плюс 6 кг. сахара. Итого в гнезде 18-20 кг корма. Кроме этого, оставляют по 3 многомедных рамки на каждую семью для весны — это еще 9-12 кг меда. При такой ранней подкормке матки не прекращают червения. Пчелы успевают весь сироп переработать в мед и даже: частично запечатать его. Все маломедные рамки, в которых был расплод,»они дополняют за счет подкормки.

Рамки с медом, оставшиеся после сборки гнезд и не вошедшие в состав запасных к весне, откачивают. Рамки с сушью, годные к дальнейшему использованию, убирают на хранение, а все негодные и излишние перетапливают на воск. До конца месяца пчеловоды наблюдают за пчелами, чтобы не Допустить воровства на пасеке. В августе ремонтируют, белят и просушивают зимовник.

Если пчеловод решил оставить в запасе нуклеусы, то их лучше разместить в специальном улье-нуклеуснике по 4 штуки. Нуклеусы должны быть сильными — на 4-5 рамках. Для них потребуется запаса меда не менее 8 кг. Если имеется всего 1-2 нуклеуса, то их помещают к основной семье (за перегородкой). Гнездо этой семьи собирают в сторону перегородки с нуклеусом. Сахарным сиропом нуклеусы не подкармливают.

О меде — Центр пчеловодства

Что такое мед?

Взрослые пчелы собирают нектар со цветов растений. Нектар от 80 до 95 процентов воды и от 5 до 20 процентов сахарозы (столовый сахар). Как пчела переносит нектар обратно в улей, белковый фермент в ее меде желудок, называемый инвертазой, расщепляет сахарозу на два простых сахара, фруктоза и глюкоза.

Молодые пчелы удаляют воду из раствора сахара двумя способами.Они проходят нектар от пчелы к пчеле и «пить» воду из нектара путем впитывая его через стенку желудка. Они также создают тепло и воздух течет в улье, вибрируя крыльями и мускулами полета, таким образом испарение воды из нектара, хранившегося в открытых ячейках.

Когда большая часть сахарозы превратилась во фруктозу и глюкозу И достаточное количество воды было обезвожено из смеси, чтобы принести ее примерно 17.8% -ное содержание воды, получается вкусная липкая смесь, называется милая!

После приготовления меда пчелы покрывают его пчелиным воском для поддержания низкого содержания влаги.

Подробнее о:

Обработка меда — от «сырого» до «пастеризованного»

Сорта меда

Пищевая ценность меда

Кристаллизация меда

Хранение меда

Мед и младенцы

Мед и здоровье

Ознакомьтесь с нашим ассортиментом натуральных медовых продуктов.

Производство меда

Многие лет назад пчеловоды измельчали ​​соты, чтобы получить жидкий мед! Тот способ обработки меда производит меньше меда для пчеловода, так как заставляет пчел тратить время и ресурсы на создание заменяющих сот. чем делать больше меда. Медоносные пчелы потребляют 7 килограммов меда, чтобы производят 1 килограмм пчелиного воска. Появление центробежного экстрактора, позволили пчеловодам «поцарапать» или «отрезать» тонкий слой воска от поверхность соты и отжать мед центробежной силой.Сохраняется целостность соты, и пчелы имеют гораздо меньше работы сделать, чтобы исправить любые трещины или неглубокие пятна на гребне.

целиком соты доступны для людей, которые хотят полностью насладиться медом нетронутые человеческими руками. Они отрезают кусок воска размером с укус и жуйте из нее мед. Воск растворится, если его разжевывать около 15 минут. минут, но большинство людей выбрасывают жевательный воск, как жевательную резинку.

подавляющее большинство людей предпочитают жидкий мед, поэтому экстракторы используются для удалите мед из соты.Свежевыжатый мед содержит кусочки воска. и странное колено или локоть пчелы. Мед можно очистить, дав ему отстоять в сборном резервуаре на день или два, или прокачивая его через фильтр.

Какой мед самый лучший?

Соты	Не тронут руками человека. Содержит все добро, которое природа вложила в мед.Немного неудобно жевать.
Сырой мед	Добыто и очищено отстойником. бак при комнатной температуре. Содержит практически все то хорошее, что природа вложила в мед. Быстро гранулируется и может расслаиваться банка с жидкой фруктозой наверху и гранулированной глюкозой на дне.
Жидкий мед — фильтрованный с минимальным нагревом	Извлечено и очищено с использованием 50 микрон фильтр. Мед нагревают до той же температуры внутри улья в жаркий день. Содержит много того добра, что природа вложила в мед. Гранулируется через два-шесть месяцев, в зависимости от вида цветов, которые пчелы посещали для сбора меда.
Мед со сливками	Крем-мед производится из чистого жидкого меда с помощью контролируемой процесс кристаллизации для получения очень мелких однородных кристаллов, таким образом в результате получается кремообразная гладкая консистенция. В сливочном меде нет ничего добавлен и имеет такую ​​же пищевую ценность, как и его жидкий аналог.
Мед жидкий пастеризованный	Извлечено и очищено с помощью флеш-памяти нагрев до высокой температуры, суперфильтрация через 1-5 микрон фильтруют и быстро охлаждают.Теряет много добра, которое природа предоставляется, но прослужит более 9 месяцев на полке магазина без гранулирование.

Сорта меда

Вкус, цвет, текстура и аромат меда зависят от того, с каких растений пчелы собрали нектар. Мед из цветков черники производится из нектара цветков черники, имеет темно-янтарный цвет и имеет послевкусие коричневого сахара.Мед из цветков малины имеет очень светлый цвет с легким фруктовым вкусом, а гречишный мед имеет почти черный цвет с пьянящим, резким запахом и вкусом. Как правило, темный мед имеет более высокую питательную ценность, чем светлый мед.

В мире есть сотни цветковых растений, производящих нектар, что дает возможность выращивать сотни видов меда. Мед диких цветов представляет собой смесь цветущих растений и различается по цвету и вкусу в зависимости от региона и сезона.

Пищевая ценность меда

Средний состав меда

Мед состоит в основном из фруктозы (38%), глюкозы (31%), воды (17%), мальтозы (7%) и небольшого количества трисахаридов, других высших углеводов, сахарозы, минералов, витаминов и ферментов.

Витамины — следовые количества

Тиамин, рибофлавин, ниацин, пантотеновая кислота, витамин B-6, витамин B-12, фолат, витамин C, витамин A, витамин D, витамин E, витамин K

Минералы — следовые количества

Кальций, Медь, Железо, Магний.Марганец, фосфор, калий, натрий, цинк

Антиоксиданты — ферментные и неферментативные

Каталаза, аскорбиновая кислота, флавоноиды

Стандартная информация о пищевой ценности

Пищевая ценность (на порцию 20 г)
Этикетка	Сумма	Дневная стоимость
калорий	60
Жиры / липиды	0 г	0%
Углеводы / глюциды Сахар	17 г 16 г	6%
Белок	0 г	0%

Кристаллизация меда

Кристаллизация — это образование кристаллов моногидрата глюкозы из перенасыщенного раствора сахара (т.е.медовый).

Скорость кристаллизации увеличивается с:

• Меньшее содержание воды
• Более высокое содержание глюкозы
• Наличие твердых частиц (например, пыльцевых зерен и кристаллов меда)
• Температура, близкая к 14 C (температуры выше 28 C и ниже 5 C приводят к очень медленной кристаллизации)
• Перемешивание

Обратите внимание, что более медленная кристаллизация дает более крупные и неправильные кристаллы.

Кристаллизация меда совершенно нормальная и не повреждает мед. В большинстве случаев процесс кристаллизации можно обратить вспять, осторожно нагревая мед, чтобы «расплавить» кристаллы.

Как раскристаллизовать мед.

Мед, который начал кристаллизоваться, характеризующийся образованием кристаллов глюкозы на дне емкости, легко растопить. Просто поместите емкость с медом (с закрытой крышкой) в теплую водяную баню на плите при температуре примерно 45 C на пару часов или по мере необходимости.Перемешивание меда или время от времени переворачивание емкости вверх дном, чтобы разбить кристаллы, ускорит процесс.

Хранение меда

Мед — очень крепкий пищевой продукт, и при правильном хранении прослужит годы, если не десятилетия. Фактически, мед был обнаружен в гробницах фараонов в Египте в прекрасной сохранности.

На качество меда могут повлиять следующие факторы:

	В идеале влажность меда должна быть менее 17.8%. Если содержание влаги слишком высокое, скажем, более 20%, мед может бродить из-за дрожжей в меде. Поскольку мед гигроскопичен, если его не поместить в герметичную емкость, он будет притягивать влагу из воздуха.
	Мед теряет многие свои преимущества для здоровья из-за сочетания тепла и времени. Ниже приведено эмпирическое правило времени хранения в зависимости от температуры, чтобы сохранить большую часть преимуществ для здоровья: 40 C в течение 30 дней 30 C на 6 месяцев 20 C в течение 4 лет 10 C на 35 лет
Продолжительное пребывание на солнце	Мед теряет многие свои преимущества для здоровья при длительном пребывании на солнце.
Вредные элементы в окружающей среде	Мед гигроскопичен и улавливает запахи окружающей среды. Он также кислый, поэтому может растворять металл при хранении в металлических контейнерах.

Рекомендации по хранению меда

• Храните мед в герметичной неметаллической таре.
• При нормальном использовании храните контейнер в шкафу (вдали от прямых солнечных лучей) при комнатной температуре (21 C).
• Для длительного хранения меда (> 4 лет) хранить при температуре холодильника (4 C).

Мед и младенцы

Бактерия Clostridium botulinum очень распространена в природа и любая сырая пища, включая мед, могут содержать Clostridium ботулинические споры.

Полностью развитая пищеварительная система защитит человек против проглатывания C. botulinum. Однако пищеварительная система младенец в возрасте до 12 месяцев не полностью развит и, следовательно, не может работать со многими видами антигенов, включая C. botulinum. Токсины, вырабатываемые C. botulinum, чрезвычайно опасны и представляют собой очень серьезное состояние для младенцев.

Мед — это сырая пища и НЕ рекомендуется для детей младше 12 месяцев.

Очень редко можно встретить C.botulinum в меде, но за последние 40 лет было зарегистрировано множество задокументированных случаев. В этих случаях считается, что бактерии контактировали с медом где-то во время обработки меда.

Благодаря бактериостатическим свойствам меда, бактерии, в том числе C. botulinum, не могут расти и вырабатывать токсины в меде! Споры C. botulinum очень устойчивы и могут выдерживать суровые условия, в том числе процесс пастеризации меда. Если младенец проглотил мед, зараженный C.botulinum, мед станет разбавленным в кишечном тракте младенца, и споры будут иметь подходящие условия для активации, создавая тем самым условия для ботулизма.

Процесс пастеризации меда НЕ разрушает споры C. botulinum в меде!

Здоровье и исцеление медом

На протяжении тысячелетий уникальный противомикробный и антиоксидантные свойства меда были ценны для заживления порезов, черепа, ожоги и даже открытые раны.

См. Раздел «Об апитерапии», чтобы узнать больше о здоровье и исцелении с помощью меда.

Пространственный и временной анализ сна медоносной пчелы

PLoS One. 2014; 9 (7): e102316.

Барретт Энтони Кляйн

¹ Университет Висконсина — Ла-Кросс, факультет биологии, Ла-Кросс, Висконсин, Соединенные Штаты Америки,

Мартин Стиглер

² Университет Вюрцбурга, BEEgroup, Biozentrum, Вюрцбург, Германия,

Арно Кляйн

³ Sage Bionetworks, Сиэтл, Вашингтон, Соединенные Штаты Америки,

Юрген Тауц

² Университет Вюрцбурга, BEEgroup, Biozentrum, Вюрцбург, Германия,

Вульфила Гроненберг, редактор

¹ Университет Висконсина — Ла-Кросс, факультет биологии, Ла-Кросс, Висконсин, Соединенные Штаты Америки,

² Университет Вюрцбурга, BEEgroup, Biozentrum, Вюрцбург, Германия,

³ Sage Bionetworks, Сиэтл, Вашингтон, Соединенные Штаты Америки,

Университет Аризоны, Соединенные Штаты Америки,

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что никаких конкурирующих интересов не существует.

Задумал и спроектировал эксперименты: БАК. Проведены эксперименты: БАК МС. Проанализированы данные: БАК АК. Предоставленные реагенты / материалы / инструменты анализа: AK JT. Участвовал в написании рукописи: BAK AK MS JT.

Поступило 19.04.2014 г .; Принято 17 июня 2014 г.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии надлежащего указания автора и источника.

Эта статья цитируется в других статьях в PMC.

Дополнительные материалы

Рисунок S1: График сбора данных (черные полосы на графиках) как для Колонии 1, так и для Колонии 2. Мы запланировали проведение переписи в пределах периодов, различающих касты рабочих по возрасту. Начало временной шкалы представляет собой взлет или начало взрослой жизни.

(TIF)

GUID: 74D29386-93A6-4C12-8FAF-26631743CDAF

Рисунок S2: Положение уборщиков клеток и пчел-кормилиц в отношении поведения и температуры T _th и T _surr . Концентрические круги представляют собой T _th (внутренний круг) и T _surr (внешний ореол) для каждого наблюдения медоносной пчелы. Температуры (° C) соответствуют цветовой шкале внизу справа (белый = нет данных). Вход / выход улья обозначен стрелкой и был ограничен одной стороной улья. Все данные о пчелах включены в эти графики, но мы рассматривали пчел как случайный фактор в анализе смешанных эффектов, чтобы статистически справиться с повторными измерениями отдельных пчел. Обратите внимание, что очистители клеток спали исключительно внутри клеток, поэтому данные T _th не были доступны для спящих пчел.

(TIF)

GUID: B4944157-A72B-4D15-96CB-85CEFF456B30

Рисунок S3: Положение продовольственных складов и собирателей относительно поведения и температуры T _th и T _surr . Концентрические круги представляют собой T _th (внутренний круг) и T _surr (внешний ореол) для каждого наблюдения медоносной пчелы. Температуры (° C) соответствуют цветовой шкале внизу слева (белый = нет данных). Вход / выход улья обозначен стрелкой и был ограничен одной стороной улья.Все данные о пчелах включены в эти графики, но мы рассматривали пчел как случайный фактор в анализе смешанных эффектов, чтобы статистически справиться с повторными измерениями отдельных пчел. Обратите внимание, что фуражиры проявляли бодрствующую активность возле входа в улей, что устраняло средние различия между бодрствованием и сном на расстоянии от периметра гнезда. Более подробно об изменении места сна собирателей см. В разделе.

(TIF)

GUID: A43E66A9-A25E-4498-9365-12841DB0E8AE

Необработанные данные S1: Необработанные данные, использованные для анализа в R. Каста: c = уборщик клеток, n = пчела-кормилица, fs = кладовщик, f = собиратель. Newforager: yes = собиратель добавлен в дополнение к сокращающейся выборке собирателей в Колонии 1; эта категория не использовалась в анализах. d_n: d = день, n = ночь. Behav = более конкретный набор поведенческих категорий, чем Beh. cm_edge = положение пчелы в см от края улья. UnderColor = цвет карты улья, на котором расположена пчела (например, белый цвет означает область соты, в которой ячейки содержат расплод без колпачков).

(CSV)

GUID: E7E88E1A-F010-4075-8FD1-BFD145A7B1D1

Модели S1: Модели, используемые в статистическом анализе. Модели написаны для анализа в R.

(R)

GUID: 48EE58DD-9D6D-4D3A-92FC-1BBF7C5E8D99

Заявление о доступности данных

Авторы подтверждают, что все данные, лежащие в основе выводов, полностью доступны без ограничение. Все соответствующие данные находятся в документе и его файлах с вспомогательной информацией.

Абстракция

Модели поведения внутри общества уже давно визуализируются и интерпретируются с помощью карт. Картирование того, как часто засыпают люди в обществе, может дать ключ к разгадке функциональных аспектов сна. Несмотря на это, в обществе беспозвоночных никогда не проводился подробный пространственный анализ сна. Мы представляем концепцию картирования сна в сообществе насекомых и приводим эмпирический пример, картируя режимы сна в колониях европейских медоносных пчел ( Apis mellifera L.). Медоносные пчелы сталкиваются с такими переменными факторами, как температура и расположение ресурсов в гнезде их колонии, которые могут повлиять на их сон. Мы составили карту поведения во сне и температуры рабочих пчел и составили карты содержимого сот в их гнездах по мере роста колонии и изменения содержимого. Проследив за отмеченными пчелами, мы обнаружили, что особи спят во многих местах, но пчелы из разных рабочих каст спят в разных частях гнезда в зависимости от положения расплода и окружающей температуры. Старые рабочие пчелы обычно спали вне ячеек, ближе к периметру гнезда, в более холодных регионах и подальше от расплода.Молодые рабочие пчелы обычно спали внутри клеток и ближе к центру гнезда и проводили больше времени во сне, чем в бодрствовании, когда их окружал расплод без крышки. Средняя температура поверхности спящих собирателей была ниже температуры поверхности окружающей их среды, что может служить индикатором сна для этой касты. Мы предлагаем механизмы, которые могут генерировать кастовые паттерны сна, и обсуждаем функциональное значение этих паттернов.

Введение

Карты помогают интегрировать данные таким образом, чтобы прояснить закономерности или взаимосвязи в жизни организмов.Картирование социальных явлений может выявить распространение болезней [1], маршруты миграции [2], пути поиска пищи [3], организацию в отношении разделения труда [4] или сортировки выводков [5], пространственную сегрегацию особей в колонии. [6], или пространственная динамика конкурирующих колоний [7]. Колонии социальных насекомых и, в частности, колонии медоносных пчел ( Apis mellifera L.) хорошо поддаются картированию поведения. Активность медоносных пчел была визуализирована вне гнезда относительно траекторий полета [8], [9], смоделированных траекторий полета относительно ориентиров [10] и внутри гнезда для пространственной организации информации о танце виляния [11] и шаблонов, генерируемых с помощью скорость удаления содержимого сот [12].Сили [13] создал карты, изображающие двенадцать наиболее часто выполняемых задач в гнезде медоносных пчел. Однако явно отсутствуют карты, показывающие, где живут пчелы, когда не выполняют задания. Сон — это поведение, которое никогда не было широко отображено в обществе беспозвоночных, несмотря на его потенциальное экологическое и эволюционное значение. Исследования по картированию сна беспозвоночных ограничиваются измерениями индивидуального бездействия, обычно в сильно искусственных условиях (например,g., застой плодовой мухи в пробирках, [14]). Это контрастирует с более обширной литературой, посвященной изучению мест сна позвоночных, которая предлагает понимание некоторых функциональных последствий сна в обществе, особенно в отношении бдительности и избегания хищников [15], [16], [17] .

Сон определяется поведенчески набором символов [18], [19], [20], которые были идентифицированы у медоносных пчел [21], [22] (; рабочее определение см. В «Материалах и методах»).Рабочие медоносных пчел обычно проходят через хронологическую последовательность каст, основанных на задачах, начиная взрослую жизнь в качестве чистильщиков клеток [23], [24], [25], позже ухаживая за расплодом и маткой в ​​качестве пчел-кормилиц, а затем получая и храня нектар в качестве хранилищ еды [ 26] и, в конечном итоге, служили собирателями колонии [13]. Поскольку разные касты рабочих участвуют в задачах, которые имеют некоторый пространственный компонент, мы предположили, что пчелы, принадлежащие к разным кастам рабочих, будут спать в разных частях гнезда, отчасти в зависимости от расстояния от шумного расплода.Спая, находясь под непрерывным воздействием массы братьев и сестер, очищающих клетки и ухаживающих за расплодом, пчелы могут сталкиваться с частыми нарушениями и фрагментацией сна. Следуя наблюдениям Кайзера [21] за неизвестными членами касты, спящими по периметру соты, и наблюдениям Кляйна и др. [27] над одиночным фуражиром в течение 24 часов, мы предсказали, что собиратели спят ближе к периметру соты и вдали от незащищенного выводка. клетки (выводковые клетки, еще не закрытые старшими сестрами молодых особей).Напротив, мы предсказали, что более молодые касты спят внутри клеток в области соты расплода.

Инфракрасные изображения спящих пчел.

(A) Спящая медоносная пчела вне клетки относительно неподвижна, обычно висит в направлении силы тяжести (в данном случае она висела горизонтально, лицом вправо) и периодически вентилирует, перекачивая ее брюшную полость (метасому) спереди. заднее направление. У этой пчелы был глубокий сон с длительными приступами неподвижности усиков.(B) На спящих пчел влияет температура окружающей среды, например, пчела по периметру горячей соты для расплода (вверху справа) и перевернутая пчела, висящая (внизу слева) на пластиковом окошке на небольшом расстоянии от соты. Для сравнения обратите внимание на подвижную пчелу внизу справа с относительно горячей грудной клеткой (наконечник стрелки). (C) Пчелы также спали внутри клеток, в основном, когда они были молодыми взрослыми. Здесь, обрамленный скобкой, брюшко спящей пчелы, слегка выступающее из ячейки (нога соседней пчелы, опирающаяся на дистальный конец ее брюшка), выделяется как спящая по ее прерывистым вентиляционным движениям.Температуру пчел, спящих внутри ячеек, не регистрировали. B.A.K. все снимки были сделаны тепловизионными камерами FLIR в дни, когда не проводились эксперименты, при различных температурных условиях; Температурная шкала ° C актуальна только для (B), а значения были скорректированы для настроек тепловизионной камеры (см. Материалы и методы).

Для исследования пространственных структур сна в колониях медоносных пчел может быть полезна техника визуализации, которая отличает спящих людей от не спящих. Сообщается, что медоносные пчелы неизвестной касты спят при температуре окружающей среды по периметру своего гнезда [21] или во время отдыха внутри клеток [28], а сборщики, как сообщается, спят в определенном диапазоне температур окружающей среды при изоляции [21] , [29], [30] или в неуказанных местах гнезда [30].Если медоносные пчелы из разных каст спят в разных частях гнезда, является ли температура, отдельно или в сочетании с ориентирами гнезда, хорошим предиктором для определения того, какие медоносные пчелы спят? Мы предположили, что онтогенетические изменения и кастовые потребности стареющих медоносных пчел приведут к предсказуемым тепловым режимам и режимам сна в гнезде колонии. Мы применили дистанционную термографию для составления карты сна, зависящего от каст, путем индивидуальной маркировки только что замороженных медоносных пчел и записи их поведения на разных этапах их взрослой жизни.Нашей целью было выявить кастовые модели сна в зависимости от местоположения пчелы в гнезде. Мы определили пространственные закономерности среди спящих пчел в их гнезде и предложили возможную роль термографии в дальнейшем картировании поведения медоносных пчел во сне.

Материалы и методы

Мы изучили поведение во сне, местонахождение и температуру поверхности карниоланских рабочих медоносных пчел ( A. mellifera carnica Pollman, 1879) вскоре после эклозии и в последующие периоды их взрослой жизни по мере смены пчел. касты.Мы наблюдали две колонии в разные годы; Повсюду отмечены различия между исследованиями Колонии 1 (2006 г.) и Колонии 2 (2008 г.). Сначала мы установили двухкамерный наблюдательный улей [31] в помещении с контролируемой температурой на базе пчеловодства Вюрцбургского университета (Вюрцбург, Германия, 49 ° 46′47 ″ с.ш., 9 ° 58′31 ″ в.д.). , и позволил пчелиным ульям неограниченный доступ на улицу, где пчелы свободно добывали пищу в течение дня. Мы представили 49 недавно закрытых, индивидуально отмеченных рабочих пчел в Колонию 1 2 июня 2006 г. и 49 в Колонию 2 14 августа 2008 г.Пчелы были извлечены в течение нескольких часов после вылупления из соты для расплода, помещенной в инкубатор с температурой 35 ° C (Колония 1), или были извлечены непосредственно из шести различных ульев на открытом воздухе (Колония 2). Мы индивидуально пометили дорсальную мезосому (в другом месте — грудную клетку), а также дорсальную и вентральную метасому (в другом месте — брюшко) пчел, используя либо модельные краски (Games Workshop, Ноттингем, Великобритания; Colony 1), либо маркеры на масляной основе (Sharpie, Оук-Брук, Иллинойс, США; Колония 2). Ни один из методов маркировки не оказал заметного влияния на показания температуры поверхности при предварительных испытаниях.Дальнейшая подготовка к регистрации температуры поверхности включала замену стеклянных окон наблюдательных ульев прозрачной полипропиленовой подарочной упаковкой (pbs-factory, Artikel 00347, Рейнланд-Пфальц, Германия) и регулировку настроек тепловизора (коэффициент излучения медоносных пчел 0,97–1,0, коэффициент пропускания полипропилена 0,89 ). Подарочная упаковка вызвала нелинейную ошибку при регистрации температуры при повышении температуры, поэтому абсолютные измерения температуры, представленные в этом исследовании, были скорректированы. Мы вычислили ошибку, записав тепловые изображения трупа пчелы через подарочную упаковку и снова без подарочной упаковки, постепенно регулируя температуру пчелы, вставляя углеродный пленочный резистор в тело и контролируя напряжение с помощью трансформатора.

Нить, натянутая по обеим сторонам улья, создавала сетку, которая была видна относительно гнезда при термической фотосъемке. Мы установили тепловизионную камеру (FLIR S40 для Colony 1, FLIR SC660 для Colony 2, FLIR Systems Inc., Бостон, Массачусетс, США; точность ± 1 ° C или 1% от показаний) на регулируемом подвижном моноподе. Мы перемещали камеру от секции к секции сетки и записывали данные для каждой отмеченной пчелы. Мы покрыли улей и ножки нашего кресла для наблюдений плотной пеной, чтобы уменьшить вибрации от подложки.Мы также устранили весь рассеянный свет. Ульи постоянно освещались с каждой стороны настольной лампой (Колония 1: 25 Вт, 230 В; Колония 2: Megaman, Compact 2000HPF 30 Вт, 4000 K), покрытых красными ацетатными фильтрами (Колония 2: # 27 Medium Red, прозрачность = 4%, пик при 670 нм, Supergel от Роско, Стэмфорд, Коннектикут, США). Более тщательное изучение поведения было облегчено с помощью налобного фонаря, также покрытого тем же красным фильтром, который был выбран, потому что, как сообщается, медоносные пчелы менее чувствительны к частотам, превышающим 600 нм [32] или 650 нм [33].Хотя предварительные испытания показали, что пчелы могут обнаруживать отфильтрованные источники света, их поведение не изменилось заметно, если пчелы подвергались постепенному изменению интенсивности света.

Наблюдения

Через пятнадцать часов и 20 часов после сбора пчел для колонии 1 и 2 (3 часа и 8,5 часов после введения в улей, соответственно) пчелы интегрировались в колонию без признаков агрессии со стороны других пчел. и никакого ненормального ухода. B.A.K. и М.С. систематически сканировал на наличие помеченных пчел по одной секции гнезда за раз, обследуя пчел каждый час.По мере того, как уборщики клеток стареют и становятся собирателями, мы записывали данные в течение 24 часов подряд в течение каждого из этих двух кастовых периодов для Колонии 1 (2 и 24 июня 2006 г.). По мере того, как уборщики клеток стареют и становятся пчелами-кормилицами, а затем хранителями продуктов, мы записывали данные за 6 дневных часов и 6 ночных часов в течение каждого из этих трех кастовых периодов для Колонии 2 (1000–1600 и 2200–0400 часов; 15, 18 и 26 августа 2008 г.). Мы начали мониторинг уборщиков ячеек на 1 ^{-й день} после того, как они закрылись, пчел-кормилиц на 4-й ^{-й день} , продуктовых складов на 12-й ^{-й день} и фуражиров на 23-й день ^-го (Рис.S1). Мы выбрали даты на основе типичного возрастного определения касты у рабочих [34], [35].

Мы записали тепловые изображения отмеченных пчел, указывая на каждую пчелу мягкими пинцетами (отмеченными указателем на одном конце, чтобы различать ориентацию головы), поскольку тепловизионная камера автоматически записывала изображения каждую секунду. Мы устно записали поведение и личность каждой пчелы (цифровой диктофон Olympus VN-4100PC или звуковая дорожка Sony Handycam DCR-HC65, Токио, Япония) и подтвердили личность пчел с помощью тусклого портативного светодиодного индикатора.Из-за временной неисправности камеры мы не смогли сообщить данные о пчелах-нянях или продовольственных складах в Колонии 1. Чтобы дополнить сокращающееся количество отмеченных рабочих, поскольку пчелы Колонии 1 стали собирателями, мы поймали и отметили десять дополнительных собирателей неизвестного возраста, возвращающихся в колонию. вход в улей.

Мы расшифровали данные о касте пчел, индивидуальной идентичности и поведении из записанных голосом заметок. Поведение включало различные состояния сна, которые отличались от бодрствования расслабленной неподвижностью пчелы и прерывистой вентиляцией брюшной полости.Каждую пчелу мы осматривали в течение 3–5 секунд, чтобы определить ее поведение. Если она потенциально спала внутри или снаружи камеры, мы исследовали ее на предмет прерывистой вентиляции, отмеченной как минимум десятью секундами без видимых передне-задних движений в области живота. Наша десятисекундная пауза между приступами откачки живота была основана на измерениях медоносных пчел внутри клеток, сделанных Kleinhenz et al. [28], которые оказались короче средней дыхательной паузы, измеренной Kovac et al. [36] у изолированных пчел в метаболических камерах.Находясь вне клетки, мы сообщали об антеннах как о неподвижных (глубокий сон), покачивающихся движениях или минутных подергиваниях (легкий сон) [27], [37], [38]. Сниженная подвижность антенн коррелирует с более высокими порогами ответа, а неподвижность антенн в течение продолжительных периодов времени может указывать на более глубокое состояние сна [21].

Мы расшифровали местоположение пчелы или рассчитали его по тепловизионным изображениям. Инфракрасные изображения передавались на компьютер и анализировались с помощью специального программного обеспечения для камеры (программное обеспечение FLIR Systems ThermaCAM Researcher Professional, версия 2.9). Мы зарегистрировали среднюю температуру поверхности грудной клетки пчелы (T _th ) и среднюю температуру поверхности ее окружающей среды (T _surr ), взятую как среднюю температуру внутри круга с радиусом в одну длину тела пчелы (). Мы сообщаем разницу между ними, чтобы указать температуру пчелы относительно температуры поверхности ее окружающей среды (T _diff ). T _surr включает температуру поверхности восковой соты с различным содержимым, древесины от рамок улья или пчел; при расчете T _surr мы не исключали ареал появления исследуемой пчелы.Мы также составили карту содержимого сот сот для Колонии 1 в течение 24 часов после каждой переписи (5 и 25 июня 2006 г.), чтобы мы могли проанализировать поведение и температуру пчел в отношении их размещения в гнезде, особенно в отношении расплода без крышек. Мы вручную пометили содержимое ячеек в окнах улья, удалили и отсканировали эти окна и раскрасили незаметное содержимое сот в разные цвета в Adobe Photoshop v.7.0 (Adobe Systems, Сан-Хосе, Калифорния, США).

Сбор данных о температуре из последовательности инфракрасных изображений.

Щипцы были открыты, чтобы охватить выделяющую тепло грудную клетку пчелы (вверху), и программное обеспечение камеры рассчитало среднюю температуру в выбранной области, представленной кружком на вставленном изображении. Для регистрации температуры поверхности окружающей пчелы (T _surr ) щипцы были удалены (внизу), чтобы не влиять на измерение, принятое за среднюю температуру внутри большего круга (радиус = длина тела пчелы). T _diff — это разница средней температуры в большом круге (T _surr ) от средней температуры в меньшем круге (T _th ).Значения температурной шкалы (° C) были скорректированы в соответствии с настройками тепловизора.

За время исследования Колония 1 выросла с 1500 до 2800 особей. Колония 2 насчитывала около 2000 пчел и, по-видимому, не имела расплода. Температура воздуха в помещении умеренно менялась во время сеансов записи исследования (2006 г .: 25,9 ° C, диапазон = 24,7–26,6 ° C; 2008 г .: 28,2 ° C, диапазон = 24,6–28,4 ° C). Солнце взошло ок. 0510–0554 ч и установить ок. 2045–21:30 (CEST). Для целей данного исследования дневное время определяется как 06: 00–22: 00, а ночное время — как 22: 00–0600 (CEST), чтобы приблизиться к условиям окружающего освещения (от восхода до заката).Пчелы не получали преждевременного кормления, и, наблюдая за содержимым клеток, мы подтвердили кастовую принадлежность нескольких пчел-кормилиц и кладовщиков корма.

Анализ

Все анализы основаны на в общей сложности 84 часах аудиоданных и 78 часах тепловых данных (очистители клеток: 32 часа, пчелы-кормилицы: 12 часов, склады корма: 10 часов, фуражиры: 24 часа). Данные включают идентичность пчелы, поведение, положение относительно периметра гнезда (координаты x, y), содержимое ячеек под пчелой, T _th и T _surr (необработанные данные S1).Анализ размещения компьютеров в гнезде проводился с использованием Python (версия 2.6, http://www.python.org). Результаты тестов с использованием переменных непрерывного отклика и поведения в качестве категориальной независимой переменной являются продуктами линейных моделей смешанных эффектов, запрограммированных в R [39], с пчелиной группой (кастой), T _surr , T _diff и положением в гнезде как фиксированные эффекты, а индивидуальная идентичность пчелы как случайный фактор (т. е. наблюдения были вложены в пчелу; Модель S1). Модели линейных смешанных эффектов были подобраны с использованием функции lmer в пакете lme4 [40].Мы использовали пакет multcomp для выполнения тестов отношения правдоподобия, чтобы различать конкурирующие модели [41]; из-за сложной и несбалансированной природы данных (например, отсутствующих данных, коррелированных ковариат) мы не смогли провести стандартные тесты отношения правдоподобия [42]. Мы выполнили бинарную логистическую регрессию с использованием R с T _surr в качестве непрерывного предиктора и поведением в качестве зависимой переменной. Средние значения ± стандартная ошибка (s.e.m.), приведенные в тексте и в подписях к рисункам, были рассчитаны на основе усредненных значений, одно значение на пчелу.Мы устанавливаем альфа равным 0,05 и сообщаем двусторонние значения P для всех тестов.

Результаты

Медоносные пчелы, принадлежащие ко всем рабочим кастам, демонстрировали сон (рабочее определение см. В разделе «Материалы и методы»). Очистители клеток спали внутри клеток, в то время как каждая последующая возрастная каста спала все меньше и меньше внутри клеток, а собиратели спали исключительно вне клеток (). Отдельные пчелы спали в разных местах в течение 24 часов (), но разные касты рабочих постоянно спали в разных частях гнезда в зависимости от положения соты расплода и окружающей температуры, T _surr (см. Ниже).Единственная каста, которая четко демонстрирует периодичность сна в отношении сна, была каста собирателей с большим количеством сна ночью ( z = -6,05, P <0,00001;) и более глубоким сном ночью, чем во время сна. день ( z = −2,32, P = 0,038; n = 199 наблюдений, 32 пчелы).

Положение сна отдельных фуражиров в зависимости от температуры T _th и T _surr .

Уникальные формы (включая уникально ориентированные формы) отличают разных собирателей (например,g. каждый треугольник, обращенный вниз, представляет данные от одного человека в разное время, в то время как каждый треугольник, обращенный вверх, представляет данные от другого человека, квадраты = третьего человека и т. д.). Формы представляют T _th (внутренняя форма) и T _surr (внешняя форма) для каждого наблюдения отмеченного спящего собирателя в течение 24 часов на входной стороне улья (возможно, она также спала на обратной стороне улья). улей, как показано на рис. S3). Температуры (° C) соответствуют цветовой шкале (белый = нет данных, представлен ромбиком в нижнем левом углу).Вход / выход улья обозначен стрелкой и был ограничен одной стороной улья. Все соответствующие данные по собирателям включены в график ( n = 11 пчел), но мы рассматривали фуражиров как случайный фактор в анализе смешанных эффектов, чтобы статистически справиться с повторными измерениями отдельных особей. См. Рис. S2 и S3 для различий в поведении и кастах рабочих.

Доля наблюдений пчелы разных рабочих каст спали днем ​​и ночью.

Младшие касты спали без различия между днем ​​и ночью.Наиболее четкое статистическое различие (обозначено звездочкой, применяя линейную модель со смешанными эффектами) проявилось у собирателей, при этом больше времени они проводят во сне в течение ночи.

Таблица 1

Процент и общее количество наблюдений медоносных пчел разных рабочих каст, занимающихся бодрствованием и сном.

9049 9049

	Каста рабочих
Поведение	Очистители клеток ( n = 95 пчел)		Медсестры ( n = 47 пчел)		Продовольственные магазины ( пчел ) )		Сборщики ( n = 32 пчелы)
Легкий сон	0.0%	0	6,4%	32	8,6%	31	12,0%	24
Глубокий сон	0,1%	1	6,8%	34	23,9%	86	14,6%	29
Сон внутри ячеек	21,9%	196	19,5%	97	7,5%	27	0,0%	0
0,0%	0
сон	22.0%	197	32,7%	163	40,0%	144	26,6%	53
Пробуждение	78,0%	697	67,3%	335	216	73,4%	146
Всего	100%	894	100%	498	100%	360	100%	199

199 900 к периметру гнезда

Нашей первой задачей было вычислить положение пчелы относительно периметра соты и сопоставить это расстояние с поведением пчелы.Рабочие пчелы могут располагаться в любом месте между периметром соты (0 см) и центром соты (22,25 см от ближайшего края), при этом в центре обычно содержится расплод.

Когда рабочие пчелы спали внутри клеток, они, как правило, находились на том же расстоянии от периметра, что и в состоянии бодрствования (например, очистители клеток Colony 2: z = 1,41, P = 0,20, n = 158 наблюдений за 44 пчелы), хотя очистители клеток в Колонии 1 могли быть немного ближе к периметру во время сна, чем в бодрствующем состоянии ( z = 2.10, P = 0,050, n = 413 наблюдений, 47 пчел) (, S2).

Расстояние от периметра гнезда по поведению и касте.

Более молодые касты (уборщики ячеек и пчелы-кормилицы) спали ближе к центру гнезда (т.е. дальше от периметра), чем более старые касты (кладовщики и собиратели). Пчелы спали вне ячеек ближе к периметру гнезда, чем когда они спали внутри ячеек или бодрствовали, за исключением фуражиров, которые были активны в течение дня у входа в гнездо.Уборщики ячеек не спали вне ячеек, а сборщики не спали внутри ячеек, отсюда и отсутствие соответствующих решеток. Эти данные представляют собой средние значения для каст, рассчитанные на основе средних значений на пчелу (± s.e.m.). Звездочки означают статистически значимые различия внутри каст.

Когда рабочие пчелы спали вне соты, они, как правило, делали это ближе к периметру гнезда, чем когда бодрствовали или спали внутри сот (). Пчелы-кормилицы демонстрировали легкий сон на том же расстоянии от периметра гнезда, что и когда они бодрствовали или спали внутри клеток, но они проявляли глубокий сон, когда находились ближе к периметру гнезда ( z = 3.94, P = 0,0001; n = 469 наблюдений, 47 пчел) (, S2), и когда пчелы-кормилицы стали хранителями пищи, как легкий, так и глубокий сон проявлялся ближе к периметру, чем когда они бодрствовали или спали внутри клеток ( z = 4,43, P <0,00001; n = 332 наблюдения, 43 пчелы) (, S3). Неожиданно во сне фуражиры оказались не ближе к периметру гнезда, чем в бодрствующем состоянии. Смотрите возможные объяснения этого в Обсуждении. Хранители еды и собиратели проводили больше времени во сне и бодрствовании ближе к периметру гнезда, чем представители более молодых каст (спящие: F _3,158 = 27.87, P <0,0001; в пробуждении: F ₃₂₀₄ = 19,77, P <0,0001, ANOVA объединенных данных), но ни одна каста не проводила время ближе к периметру в отношении дня и ночи.

Положение во время сна относительно окружающей температуры

Температура, особенно вдали от расплода, колеблется в разных частях гнезда, поэтому мы исследовали тепловое положение пчел по отношению к дню и ночи, а также в отношении поведения. Наша цель состояла в том, чтобы определить, может ли различная тепловая среда в гнезде служить предиктором поведения пчелы.Мы выполнили бинарный логистический регрессионный анализ, чтобы проверить вероятность предсказания поведения пчелы по ее T _surr .

Когда уборщики ячеек и пчелы-кормилицы спали в ячейках, они находились в более теплых частях гнезда, чем когда они бодрствовали (уборщики ячеек: 34,9 ± 0,1 ° C против 34,3 ± 0,1 ° C, n = 68 & 189 соответственно; z = −2.89, P = 0.004). Пчелы-кормилицы иногда спали вне ячеек, и это происходило в регионах, термически существенно не отличающихся от регионов, в которых они находились во время бодрствования (внутри: 33.4 ± 0,4 ° C, на улице: 32,2 ± 0,5 ° C по сравнению с бодрствованием: 32,5 ± 0,1 ° C, n = 51 и 115). Области, в которых спали продовольственные склады, были холоднее, чем регионы, в которых они бодрствовали (спали 31,6 ± 0,2 ° C против бодрствования 32,2 ± 0,1 ° C, n = 31 & 63; z = 2,82, P = 0,005), но только во время сна вне камеры (31,5 ± 0,2 ° C), а не во время сна внутри камеры (31,8 ± 0,3 ° C). Точно так же регионы, в которых спали фуражиры (всегда вне клеток), были холоднее, чем регионы, в которых фуражиры бодрствовали (спали 33.9 ± 0,2 ° C по сравнению с бодрствованием 35,1 ± 0,1 ° C, n = 53 и 145; z = 5,03, P <0,00001) ().

Температура поверхности вокруг фуражиров как постоянный предиктор поведения фуражиров.

Когда T _surr было ниже, фуражиры, как правило, спали; когда T _surr был выше, фуражиры, как правило, бодрствовали. Температуры представляют собой интервалы +/- 0,25 ° C (например, 29,75 ° C = 29,50–29,99 ° C; немаркированные 30,25 ° C = 30,00–30,49 ° C). Все данные были собраны у собирателей вне ячеек.Продовольственные магазины также показали более низкий T _или во время сна, чем в бодрствующем состоянии.

Применяя тот же бинарный логистический регрессионный анализ, мы исследовали способность T _surr предсказать, наблюдали ли пчелу днем ​​или ночью. Очистители клеток и пчелы-кормилицы проводят больше времени в более теплой обстановке ночью, чем днем ​​(очистители клеток: 34,8 ± 0,1 ° C по сравнению с 33,9 ± 0,2 ° C днем, z = 4,47, P <0,00001; пчелы-кормилицы) : 33,0 ± 0,2 ° C по сравнению с 29,4 ± 0,5 ° C дня, z = 4.80, P <0,00001). Однако продовольственные склады не проводили больше времени в более холодных или более теплых частях гнезда (31,9 ± 0,2 ° C по сравнению с 32,1 ± 0,1 ° C дня, z = -0,95, P = 0,34), а фуражиры тратили больше времени. время в более холодных районах гнезда ночью, чем днем ​​(34,0 ± 0,1 ° C против 35,3 ± 0,1 ° C, n = 77 & 121; z = −5,72, P <0,00001).

Температура сна

Мы записали среднюю температуру спинной поверхности грудной клетки пчелы (T _th ) и взяли разницу T _surr от T _th как меру температуры пчелы относительно окружающей ее среды. (T _diff ), чтобы проверить, объясняется ли изменение T _th или T _diff поведением пчелы.Все данные были получены от пчел, когда они подвергались воздействию (т.е. не внутри клеток).

В продовольственных магазинах было холоднее в глубоком сне, чем в бодрствующем (31,6 ± 0,2 ° C против 32,3 ± 0,1 ° C; глубокий: z = -3,22, P = 0,004; свет: z = -2,25 , P = 0,070; n = 83 наблюдения, 36 пчел). Точно так же собиратели были холоднее либо в легком сне (33,0 ± 0,28 ° C, z = -6,55, P <0,00001), либо в глубоком сне, чем в бодрствующем состоянии (33.4 ± 0,1 ° C по сравнению с 35,0 ± 0,1 ° C, z = -5,55, P <0,00001, n = 199 наблюдений, 32 пчелы). Но у пчел-нянек T _th не различается между легким и глубоким сном, чем в бодрствующем состоянии ( z = −0,73 & 0,30, P = 0,84 и 0,99, легкий и глубокий сон, соответственно; n = 133 наблюдения, 42 пчелы) ().

Средняя температура поверхности грудной клетки рабочих медоносных пчел (T _th ) с учетом касты, поведения, дня и времени.ночь или T _surr .

Все измерения были взяты у рабочих пчел вне клеток; очистители ячеек спали исключительно внутри ячеек, поэтому исключены. Данные представляют собой средние значения по кастам (± среднеквадратичное отклонение). Звездочки означают статистически значимые различия внутри каст. (A) Средняя температура поверхности грудной клетки пчел (T _th ) в бодрствующем состоянии по сравнению со сном, (B) днем ​​по сравнению с ночью и (C) в состоянии бодрствования по сравнению с температурой сна относительно температуры окружающей поверхности (T _diff ).

День и ночь оказали влияние на T _th пчел.Пчелы-кормилицы ночью были теплее, чем днем ​​(32,8 ± 0,2 ° C против 29,7 ± 0,5 ° C, z = 5,89, P <0,00001; n = 133 осн., 42 пчелы). Т _th продовольственных магазинов не отличался между днем ​​и ночью (32,2 ± 0,1 ° C против 31,9 ± 0,2 ° C, z = −1,36, P = 0,29; n = 83 набл., 36 пчелы) (). Ночью фуражиры были холоднее, чем днем ​​(33,6 ± 0,1 ° C против 35,1 ± 0,1 ° C, z = -8,08, P <0,00001; n = 199 набл., 32 пчелы). Днем или ночью собиратели были холоднее (т. Е. T _th был ниже) во время сна, чем в бодрствующем состоянии (день: z = 4,87, P <0,00001, n = 121 набл., 27 пчел; ночь: z = 3,54, P = 0,0008, n = 78 набл., 24 пчелы), и эта более холодная температура сна существенно не различалась между днем ​​и ночью ( z = -1,58, P = 0,19 ; n = 53 сбн., 16 пчел). Склады спящих продуктов также не показали разницы между днем ​​и ночью ( z = 0.50, P = 0,81; п = 22 сбн., 18 пчел). Напротив, спящие пчелы-кормилицы днем ​​были холоднее, чем ночью ( z = 2,39, P = 0,023; n = 22 осн., 9 пчел) ().

Средняя температура поверхности грудной клетки рабочих пчел (T _th ) в течение 24 часов в зависимости от касты и поведения.

Наблюдение за бодрствующей пчелой обозначено буквой o с пунктирными линиями, соответствующими данным; наблюдение за спящей пчелой представлено значком x со сплошными линиями, соответствующими данным.Серый фон представляет собой ночное время, а цвета соответствуют шкале температур на оси Y и с, S2 и S3. Среднее значение T _th на одну пчелу за период переписи, и, хотя все данные о пчелах включены в эти графики, мы рассматривали пчел как случайный фактор в анализе смешанных эффектов. Все меры были взяты от пчел вне ячеек; нет данных для очистителей ячеек, спящих вне ячеек, следовательно, отсутствует x в графике очистки ячеек.

Единственная каста, для которой T _diff различалась между спящими и бодрствующими пчелами, — это собиратели.У спящего собирателя T _diff был более выражен, чем у бодрствующего собирателя (-0,66 ± 0,06 ° C против -0,16 ± 0,06 ° C, z = -4,08, P <0,001; n = 198 набл. , 32 пчелы), особенно во время глубокого сна (-0,74 ± 0,07 ° C) (). Примеры T _diff , в которых T _th surr видны на и S3.

Все пчелы за пределами ячеек были холоднее, когда находились ближе к периметру гнезда, хотя фуражиры были холоднее особенно ночью, когда ближе к периметру гнезда (T∼день / ночь * близость к периметру; z = 2 .79, P = 0,017; n = 199 наблюдений, 32 пчелы). Мы не могли исследовать сон очистителей клеток в отношении их T _th или T _diff , потому что очистители клеток спали внутри клеток, но T _th и T _diff очистителей клеток не различались днем ​​и ночью ( ).

Сон относительно положения соты расплода

Очистители клеток скорее спали, чем бодрствовали, поскольку доля клеток в их окрестностях все больше составляла незащищенный расплод (окруженные 32.27 ± 0,03% против 22,56 ± 0,03% незащищенного расплода, т ₈₃ = 2,14, P = 0,036; с трендом в модели смешанных эффектов: z = −1,79, P = 0,074; n = 413 наблюдений, 47 пчел из колонии 1). После того, как очистители клеток в конечном итоге превратились в собирателей, они с большей вероятностью бодрствовали, чем погружались в глубокий сон, поскольку доля клеток в их окрестностях все больше составляла незащищенный выводок (окруженный 43,11 ± 0,05% против 23,96 ± 0,08% незащищенного расплода, z = 2.45, P = 0,027; n = 199 наблюдений, 32 пчелы) (). Мы не регистрировали содержимое ячеек на стадиях медсестры и кормовых складов.

Касто-зависимые карты поведения в отношении содержимого сотых ячеек.

Очистители ячеек (изображена колония 1) бодрствовали ( o ) и спали (внутри ячеек; треугольники) в основном в области гребня расплода, проводя больше времени во сне, чем в состоянии бодрствования, с расплодом без крышки. С другой стороны, фуражиры проводят больше времени в бодрствовании ( o ), чем во сне ( x = глубокий сон, + = легкий сон) рядом с незащищенным гребнем для расплода.Белый = расплод без крышки, красный = выводок с крышкой, желтый = клетки пыльцы, синий = нектар без крышки, зеленый = мед с крышкой, коричневый = пустой сот, серый = без сот. Вход / выход из гнезда обозначен стрелкой и был ограничен одной стороной гнезда.

Обсуждение

Наша цель состояла в том, чтобы описать кастовые модели сна в колонии медоносных пчел, составить «карты сна», которые раскрывают эти модели, и обсудить их функциональное значение. В отличие от того, что Clark и Gillingham [43] сообщили об аноловых ящерицах, верность участку сна не наблюдалась у индивидуумов.Тем не менее, пространственные модели сна действительно имели место среди рабочих каст. Самые молодые рабочие (уборщики клеток) чаще спали, чем бодрствовали в окружении расплода без крышки, тогда как у старших рабочих (собирателей) наблюдалось обратное (). С возрастом рабочие спали в камерах все меньше и меньше. Пчелы, спящие внутри ячеек, находились на том же расстоянии от периметра гнезда, что и бодрствующие пчелы, в то время как пчелы, которые спали вне ячеек, располагались ближе к периметру гнезда, чем бодрствующие или спящие пчелы внутри ячеек.Похоже, что фуражиры спали, и особенно демонстрировали глубокий сон, на периферии гнезда (рис. S3), но два поведения мешали этому результату: активность у входа в улей (заставляющая многих бодрствующих пчел находиться рядом с периметром) и сон. на деревянных каркасах, проходящих через центр гнезда. Двухкамерный наблюдательный улей состоит из одной рамки, расположенной над второй рамкой, что создает искусственный разрыв в соте, проходящей через центр гнезда. Некоторые пчелы были обнаружены спящими на этих деревянных каркасах, расположенных в центре.Если бы близость к периметру гнезда использовалась для прогнозирования сна рабочего в будущем, необходимо учитывать активность собирателей возле входа в улей, а все участки гнезда без гребня (т. Е. Рамок) следует рассматривать как периметры.

Почему медоносные пчелы спят внутри ячеек, почему это время различается между кастами и почему существует пространственное различие между сном внутри и вне ячеек в пределах одной касты пчел? Сон вне клеток подвергает пчел возбуждающему взаимодействию бодрствующих, мобильных братьев и сестер ([27], дополнительное видео), а большая плотность пчел, обнаруженная в области соты расплода, может означать более частые пробуждения и более фрагментированный сон.Спая ближе к периметру гнезда, открытые пчелы могут ускорить свой сон. В соответствии с этой гипотезой Klein et al. [27] сообщили об увеличении продолжительности непрерывного сна вне клеток по мере того, как пчелы стареют / меняют касту. Сон внутри клеток может представлять собой адаптивный ответ, позволяющий избежать фрагментации сна в занятой области соты расплода. Более молодые пчелы чаще спят внутри ячеек, чем более старые пчелы, и это может быть результатом различного количества вакансий в ячейках, при этом пустые ячейки реже доступны в расплодах и более заселены пчелами, уже работающими в области расплода и в самом соте. клетки.Пчелы старшего возраста могут меньше спать (запасники корма) или совсем не спать (собиратели) внутри ячеек ближе к периметру гнезда, потому что они не сталкиваются с такой же степенью беспокойства, как если бы находились в сотах для расплода. Сон вдали от соты расплода может быть результатом либо наученного, либо инстинктивного избегания, либо простого смещения из-за повторяющихся нарушений в соте расплода.

Температура пчелы, ее окружения и разница между ними, по-видимому, коррелируют с поведением во сне, предлагая определенные возможности для использования температуры при определении сна в колонии пчел.Мы проверили вероятность предсказания поведения рабочей пчелы с помощью ее T _surr и обнаружили, что сон внутри ячеек происходил либо в таких теплых местах, как когда пчелы бодрствовали (пчелы-кормилицы и склады еды), либо даже в более теплых местах, чем когда бодрствовали (ячейка очистители). Сон вне клеток происходил в более холодных регионах, чем в бодрствующем состоянии (запасы пищи и собиратели), за исключением нашей небольшой выборки, в которой участвовали пчелы-кормилицы. Пчела может воздействовать на T _surr , что лучше всего продемонстрировано действиями пчел-обогревателей [28], [44].Отдыхающая пчела может быть слабо эндотермической [36], хотя в отсутствие нагревания влияние тела пчелы на T _surr менее драматично или незначительно (). Стоит отметить, что температура окружающей поверхности может отличаться от температуры окружающей среды, которую испытывает пчела. Этим можно объяснить разницу между нашим измерением T _surr в окружении среднего спящего собирателя (33,8 ± 0,2 ° C) и предпочтительной температурой окружающей среды для сна, как сообщает Kaiser et al. [29] у изолированных собирателей (23–26 ° C, с крайними значениями 21 и 29 ° C) и Schmolz et al.[30] у изолированных собирателей (28 ° C, диапазон: 26–29 ° C) и собирателей в гнезде (27,9 ° C, диапазон: 23,8–30,8 ° C) или у рабочих Bombus atratus шмелей [45]. С другой стороны, наше среднее значение T _th собирателя во время глубокого сна (33,4 ± 0,2 ° C) соответствовало измерениям пчел в состоянии покоя внутри клеток (32,7 ± 0,1–33,4 ± 0,3 ° C) [28], и наши самые низкие записи T _surr — обычное дело внутри гнезд вдали от области расплода [21], [46].

Мы проверили, объясняется ли T _th или T _diff поведением пчелы.T _th ниже, когда хранители еды и фуражиры спят, чем когда они бодрствуют, и этот более низкий T _th статистически неразличим между днем ​​и ночью (). Относительно статическая более низкая температура сна для более старых каст является следствием сна ближе к более холодной периферии гнезда, хотя эта корреляция была искажена у собирателей из-за их активности у входа в гнездо. T _th спящих пчел-кормилиц не отличался от их бодрствующих T _th либо из-за недостаточного размера выборки пчел-кормилиц, спящих вне ячеек, либо из-за того, что периоды сна у пчел-кормилиц короче, чем у пожилых рабочих [27], что не позволяет для Т _-го значительно уменьшится.T _th очистителей ячеек существенно не менялся в состоянии бодрствования, вероятно, из-за постоянного тепла в зоне гребня расплода, в которой работали очистители ячеек в Колонии 1.

Гребень для расплода теплее, и пчелы обычно более активны, чем в других частях гнезда, что создает основу для расположения гребня для расплода, чтобы повлиять на положение во время сна. Мы обнаружили, что доля не закрытых гребней расплода рядом с уборщиками клеток и собирателями коррелировала с поведением: уборщики клеток в колонии 1 (в колонии 2 не было расплода), как правило, спали чаще, а собиратели реже, когда они окружены расплодом без крышки.Гребня для расплода часто расположена в центре, но может варьироваться в зависимости от ульев для наблюдения (), а организация гребня для расплода и теплового микроклимата в улье для наблюдения будет отличаться от таковой в трехмерном улье [47], [48] или архитектуре. гнезда дикой колонии. Смотровые ульи обычно двусторонние, но они не такие трехмерные, как естественные гнезда, которые состоят из ряда параллельных сот (). Запись спокойного поведения между параллельными сотами более натуралистичного улья (например,g., www.hobos.de), будет необходимо для установления каких-либо сходств или различий между тем, что мы наблюдали в наблюдательных ульях, и тем, что может происходить в более естественных трехмерных гнездах.

Инфракрасные изображения, показывающие тепловую активность ульев.

(A) Последовательность изменений шкалы колонии на входной стороне колонии 1. По часовой стрелке от верхнего левого угла, 1700, 0400, 0900 и 15:00, соответственно. Вход / выход находится в нижнем левом углу улья, ведущая трубка находится слева от каждого изображения.Гребень для расплода легче всего увидеть как светящуюся теплую область в 04:00. (B) Наблюдательный улей, содержащий Колонию 2, с лампой с фильтром вверху справа и пчелами, явно выходящими из туннеля улья в правом нижнем углу. (C) Открытое гнездо, состоящее из параллельных листов сот, устроенное Дирком Аренсом-Лагастом, чтобы побудить пчел построить более естественную архитектуру гнезда; в исследовании не использовался. B.A.K. все изображения были сделаны тепловизионными камерами FLIR в дни, когда не проводились эксперименты, при различных температурных условиях окружающей среды. Значения температурной шкалы (° C) были скорректированы с учетом настроек тепловизора (см. Материалы и методы).

Кастозависимые модели сна могут быть следствием давления выбора для сна в более теплых или более прохладных местах. Например, медоносные пчелы могут испытывать компромисс между теплотой и нефрагментированным сном, когда в одиночестве теряется больше тепла [49]. Спая в более холодных местах, хранители пищи и собиратели могут экономить энергию, а спая в более теплых местах, очистители клеток могут ускорить развитие нервной системы или способствовать консолидации воспоминаний. Schmolz et al. [30] сообщили, что собиратели спят эктотермически, и выдвинули гипотезу, что собиратели выбирают прохладные, но не максимально прохладные области для сна с целью сохранения энергии, при этом способствуя регенеративным процессам во время сна.Stabentheiner et al. [50] сообщили, что эктотермия наиболее часто встречается у самых молодых пчел (от 0 до ∼2 дней), и предположили, что посещение теплых клеток в соте расплода способствует увеличению развития летных мышц. Дополнительные объяснения могут включать уменьшение распространения патогенов за счет разделения спящих каст или усиление защиты более молодых, менее расходных пчел в центре гнезда. В качестве альтернативы, бодрствующая пчела может просто заснуть, не меняя своего местоположения, или изменить местоположение по причинам, не связанным со сном.

Наблюдаемые кастовые модели сна соответствовали предыдущим исследованиям медоносных пчел, включая сон внутри и вне клеток [27], периодичность сна день-ночь у собирателей [21], [27], [51] и отсутствие периодичности в более молодых кастах (уборщики клеток и пчелы-кормилицы) [27], [52], [53], [54]. Продовольственные магазины не демонстрировали периодичность дня и ночи в этом исследовании, но ранее сообщалось, что они демонстрируют либо циркадный сон [27], либо, в случае одного субъекта, ультрадианную периодичность (12-часовые циклы сна-бодрствования) [52].Будущие исследования, в том числе проверка наших прогнозов по отображению пространственного и временного поведения во сне в колониях медоносных пчел, могут добавить понимание функциональных атрибутов сна в социальной среде.

Дополнительная информация

Рисунок S1

График сбора данных (черные полосы на графиках) как для Колонии 1, так и для Колонии 2. Мы запланировали проведение переписи в пределах периодов, различающих касты рабочих по возрасту. Начало временной шкалы представляет собой взлет или начало взрослой жизни.

(TIF)

Рисунок S2

Положение уборщиков клеток и пчел-кормилиц в отношении поведения и температуры T _th и T _surr . Концентрические круги представляют собой T _th (внутренний круг) и T _surr (внешний ореол) для каждого наблюдения медоносной пчелы. Температуры (° C) соответствуют цветовой шкале внизу справа (белый = нет данных). Вход / выход улья обозначен стрелкой и был ограничен одной стороной улья.Все данные о пчелах включены в эти графики, но мы рассматривали пчел как случайный фактор в анализе смешанных эффектов, чтобы статистически справиться с повторными измерениями отдельных пчел. Обратите внимание, что очистители клеток спали исключительно внутри клеток, поэтому данные T _th не были доступны для спящих пчел.

(TIF)

Рисунок S3

Положение продовольственных складов и собирателей относительно поведения и температуры T _th и T _surr . Концентрические круги представляют собой T _th (внутренний круг) и T _surr (внешний ореол) для каждого наблюдения медоносной пчелы.Температуры (° C) соответствуют цветовой шкале внизу слева (белый = нет данных). Вход / выход улья обозначен стрелкой и был ограничен одной стороной улья. Все данные о пчелах включены в эти графики, но мы рассматривали пчел как случайный фактор в анализе смешанных эффектов, чтобы статистически справиться с повторными измерениями отдельных пчел. Обратите внимание, что фуражиры проявляли бодрствующую активность возле входа в улей, что устраняло средние различия между бодрствованием и сном на расстоянии от периметра гнезда.Более подробно об изменении места сна собирателей см. В разделе.

(TIF)

Необработанные данные S1

Необработанные данные, использованные для анализа в R. Каста: c = очиститель клеток, n = пчела-кормилица, fs = кладовщик, f = собиратель. Newforager: yes = собиратель добавлен в дополнение к сокращающейся выборке собирателей в Колонии 1; эта категория не использовалась в анализах. d_n: d = день, n = ночь. Behav = более конкретный набор поведенческих категорий, чем Beh. cm_edge = положение пчелы в см от края улья.UnderColor = цвет карты улья, на котором расположена пчела (например, белый цвет означает область соты, в которой ячейки содержат расплод без колпачков).

(CSV)

Модели S1

Модели, используемые в статистическом анализе. Модели написаны для анализа в R.

(R)

Благодарности

Мы благодарим Университет Вюрцбурга и всех членов BEEgroup за содействие в нашем исследовании. Дирк Аренс-Лагаст сыграл важную роль как наш опытный и творческий пчеловод.Хартмут Виерле, Свен Майер, Ребекка Базиле, Марко Кляйнхенц и Кристиан Лутч предложили помощь и рекомендации, а Вальтер Кайзер нанес особый визит, чтобы обсудить наши исследования. Ума Бхат, Кэтрин Басби, Клерисса Дьюстоу и Лаура Стилл помогали расшифровывать данные. Мелисса Бингхэм из Статистического консультационного центра в UW – La Crosse, Самуэль Скарпино и Сабрина Амадор-Варгас оказали помощь в статистическом консультировании, однако ответственность за любые ошибки фактов или интерпретации лежит исключительно на авторах.B.A.K. также благодарит Секцию интегративной биологии Техасского университета в Остине, Джона и Ханну Аренс-Лагаст за помощь в переводе, Аню Вайденмюллер, Кристофа Кляйнейдама и медоносных пчел. Томас Сили, Уолтер Кайзер, Ребекка Базиль, лаборатория Мюллера и четыре анонимных рецензента любезно раскритиковали более ранние версии этой статьи.

Доступность данных

Авторы подтверждают, что все данные, лежащие в основе выводов, полностью доступны без ограничений. Все соответствующие данные находятся в документе и его файлах с вспомогательной информацией.

Ссылки

1. Hay SI, Guerra CA, Gething PW, Patil AP, Tatem AJ, et al. (2009) Мировая карта малярии: Plasmodium falciparum, эндемичность в 2007 году. PLoS Medicine 6: 286–302. [Google Scholar] 2. Виттевин Б. Х., Уорти Г. Дж., Рот Дж. Д. (2009) Отслеживание миграционных перемещений гнездящихся горбатых китов северной части Тихого океана с использованием анализа стабильных изотопов. Серия «Морская экология-Прогресс» 393: 173–183. [Google Scholar] 3. Нозер Р., Бирн Р. В. (2010) Как дикие бабуины ( Papio ursinus ) планируют свои маршруты? Путешествуйте между несколькими источниками высококачественной еды с соревнованиями между группами.Anim Cogn 13: 145–155. [PubMed] [Google Scholar] 4. Jandt JM, Dornhaus A (2009) Пространственная организация и разделение труда у шмеля Bombus impatiens . Анимационное поведение 77: 641–651. [Google Scholar] 5. Франкс Н.Р., Сендова-Франкс А.Б. (1992) Сортировка выводка муравьями: распределение рабочей нагрузки по рабочей поверхности. Behav Ecol Sociobiol 30: 109–123. [Google Scholar] 6. Baracchi D, Zaccaroni M, Cervo R, Turillazzi S (2010) Анализ домашнего диапазона при изучении пространственной организации на гребне у бумажной осы Polistes dominulus .Этология 116: 579–587. [Google Scholar] 7. Adams ES, Tschinkel WR (1995) Пространственная динамика взаимодействия колоний в молодых популяциях огненных муравьев Solenopsis invicta . Экология 102: 156–163. [PubMed] [Google Scholar] 8. Мензель Р., Греггерс Ю., Смит А., Бергер С., Брандт Р. и др. (2005) Медоносные пчелы ориентируются в пространственной памяти, подобной карте. P Natl Acad Sci USA 102: 3040–3045. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 9. Райли Дж. Р., Греггерс У., Смит А. Д., Рейнольдс Д. Р., Мензель Р. (2005) Маршруты полета пчел, завербованные танцем виляния.Природа 435: 205–207. [PubMed] [Google Scholar] 10. Картрайт Б.А., Коллетт Т.С. (1987) Карты ориентиров для медоносных пчел. Биол Киберн 57: 85–93. [Google Scholar] 11. фон Фриш К. (1967) Язык танца и ориентация пчел. Кембридж: The Belknap Press. [Google Scholar] 12. Camazine S (1991) Самоорганизующееся образование паттернов на сотах колоний медоносных пчел. Behav Ecol Sociobiol 28: 61–76. [Google Scholar] 13. Сили Т.Д. (1982) Адаптивное значение графика возрастного полиэтиизма в пчелиных семьях.Behav Ecol Sociobiol 11: 287–293. [Google Scholar] 14. Хендрикс Дж. К., Финн С. М., Панкери К. А., Чавкин Дж., Уильямс Дж. А. и др. (2000) Rest in Drosophila — состояние, подобное сну. Нейрон 25: 129–138. [PubMed] [Google Scholar] 15. Андерсон JR (1998) Сон, места для сна и связанные со сном действия: осознание их значения. Am J Primatol 46: 63–75. [PubMed] [Google Scholar] 16. Rattenborg NC, Lima SL, Amlaner CJ (1999) Полусонный перед риском нападения хищников. Природа 397: 397–398. [PubMed] [Google Scholar] 17.Андерсон Дж. Р. (2000) Связанные со сном поведенческие адаптации у антропоидных приматов, находящихся на свободном выгуле. Сон Med Rev 4: 355–373. [PubMed] [Google Scholar] 18. Piéron H (1913) Le Problème Physiologique du Sommeil. Пэрис: Массон. [Google Scholar] 19. Flanigan WF, Wilcox RH, Rechtschaffen A (1973) ЭЭГ и поведенческий континуум крокодилов, Склерозы Caimen . Электроэнцефалогер Клин Нейрофизиол 34: 521–538. [PubMed] [Google Scholar] 20. Tobler I (1985) Лишение сна и отдыха у позвоночных и беспозвоночных.В: Иноуэ С., Борбелы А.А., ред. Эндогенные вещества сна и регуляция сна (Танигучи Симпозиум, серия № 8). Утрехт: VNU Science Press. С. 57–66. [Google Scholar] 21. Кайзер В. (1988) Занятые пчелы тоже нуждаются в отдыхе: поведенческие и электромиографические признаки сна у медоносных пчел. J Comp Physiol A 163: 565–584. [Google Scholar] 22. Sauer S, Herrmann E, Kaiser W (2004) Лишение сна у медоносных пчел. J Сон Res 13: 145–152. [PubMed] [Google Scholar] 23. Сили Т.Д., Колмес С.А. (1991) Возрастной полиэтиизм для работы ульев у медоносных пчел — иллюзия или реальность? Этология 87: 284–297.[Google Scholar] 24. Мур Д., Ангел Дж. Э., Чизмен И. М., Фарбах С. Е., Робинсон Г. Е. (1998) Хронометраж в колонии медоносных пчел: интеграция циркадных ритмов и разделение труда. Behav Ecol Sociobiol 43: 147–160. [Google Scholar] 25. Мур Д. (2001) Циркадные часы медоносной пчелы: поведенческий контроль от отдельных рабочих до ритмов всей колонии. J Физиология насекомых 47: 843–857. [Google Scholar] 26. Джонсон Б.Р. (2008) Временной полиэтиизм внутри гнезда у медоносной пчелы. Behav Ecol Sociobiol 62: 777–784. [Google Scholar] 27.Klein BA, Olzsowy KM, Klein A, Saunders KM, Seeley TD (2008) Кастозависимый сон рабочих медоносных пчел. J Exper Biol 211: 3028–3040 10.1242 / jeb.017426 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 28. Kleinhenz M, Bujok B, Fuchs S, Tautz J (2003) Горячие пчелы в пустых ячейках расплода: нагревание изнутри. J Exp Biol 206: 4217–4231. [PubMed] [Google Scholar] 29. Kaiser W, Faltin T, Bayer G (2002) Сон в температурном градиенте — поведенческие записи пчел-собирателей. J Сон Res 11 доп .: 115–116.[Google Scholar] 30. Schmolz E, Hoffmeister D, Lamprecht I (2002) Калориметрические исследования скорости метаболизма и терморегуляции спящих пчел ( Apis mellifera carnica ). Термохим Акта 383: 221–227. [Google Scholar] 31. Сили Т.Д. (1995) Мудрость улья: Социальная физиология пчелиных семей. Кембридж: Издательство Гарвардского университета. [Google Scholar]

32. фон Фриш К., Линдауэр М., Inst Wiss Film (1977) Nachweis des Farbensehens bei der Honigbiene. Фильм C 1263 des IWF, Геттинген.Публикация Lindauer M, Publ Wiss Film, Sekt Biol, Ser. 14: № 23 / C 1263 (1981), 8 S.

33. Dustmann JH, Geffcken H (2000) Bienen können Farben unterscheiden. Нидерс. Landesinstitut für Bienenkunde (Verleger), Целле.

34. Сакагами SF (1953) Untersuchungen über die Arbeitsteilung in einem Zwergvolk der Honigbiene. Beiträge zur Biologie des Bienenvolkes, Apis mellifera L. I. Jpn J Zool 11: 117–185. [Google Scholar] 35. Сили Т.Д. (1985) Экология пчел: исследование адаптации в социальной жизни.Принстон: Издательство Принстонского университета. [Google Scholar] 37. Кляйн Б.А., Кляйн А., Рэй М.К., Мюллер Ю.Г., Сили Т.Д. (2010) Депривация сна ухудшает точность передачи сигналов танца виляния у медоносных пчел. P Natl Acad Sci USA 107: 22705–22709 10.1073 / pnas.1009439108 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 38. Кляйн Б.А., Сили Т.Д. (2011) Работа или сон? Медоносные пчелы-фуражиры иногда дремлют днем, когда корм недоступен. Анимационное поведение 82: 77–83 10.1016 / j.anbehav.2011.03.026 [CrossRef] [Google Scholar]

39.R Development Core Team (2005) R: Язык и среда для статистических вычислений. R Фонд статистических вычислений, Вена, Австрия. isbn 3-

1-07-0, онлайн.

41. Hothorn T, Bretz F, Westfall P (2008) Одновременный вывод в общих параметрических моделях. Биометрический J 50: 346–363. [PubMed] [Google Scholar]

42. Пинейро Дж., Бейтс Д. (2002) Модели со смешанными эффектами в S и S-PLUS. Нью-Йорк: Спрингер. С. 83–92.

43. Кларк Д.Л., Джиллингем Дж.С. (1990) Верность места сна у двух пуэрториканских ящериц.Анимационное поведение 39: 1138–1148. [Google Scholar] 44. Bujok B, Kleinhenz M, Fuchs S, Tautz J (2002) Горячие точки в улье. Naturwissenschaften 89: 299–301. [PubMed] [Google Scholar] 45. Вега Л., Торрес А., Хоффманн В., Лампрехт I (2011) Тепловые исследования, связанные с моделями поведения отдыхающих рабочих Bombus atratus (Hymenoptera: Apidae). J Therm анальный калорим 104: 233–237. [Google Scholar] 46. Гесс WR (1926) Die Temperaturregulierung im Bienenvolk. Z Vergl Physiol 4: 465–487.[Google Scholar] 47. Сабо Т.И. (1985) Термология зимующих пчелиных семей в стайках по 4 колонии в зависимости от различных входов в улей. J Apicultural Res 24: 27–37. [Google Scholar] 48. Humphrey JAC, Dykes ES (2008) Проведение тепловой энергии в сотах медоносных пчел из-за нагревания клеток пчелами. J Теор Биол 250: 194–208. [PubMed] [Google Scholar] 49. Фаренхольц Л., Лампрехт I, Шрикер Б. (1989) Тепловые исследования колонии медоносных пчел: терморегуляция улья летом и зимой и выработка тепла представителями разных пчелиных каст.J Comp Physiol B 159: 551–560. [Google Scholar] 50. Stabentheiner A, Kovac H, Brodschneider R (2010) Терморегуляция пчелиной семьи — регуляторные механизмы и вклад людей в зависимости от возраста, местоположения и теплового стресса. PLoS One 5: 1–13. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 51. Sauer S, Kinkelin M, Herrmann E, Kaiser W (2003) Динамика поведения во сне у медоносных пчел. J Comp Physiol A 189: 599–607. [PubMed] [Google Scholar] 52. Зауэр С., Менна-Баррето Л., Кайзер В. (1998) Временная организация отдыха и активности у недавно появившихся медоносных пчел, содержащихся изолированно — первые результаты.Apidologie 29: 445–447. [Google Scholar] 53. Sauer S, Happel U, Neubecker R, Menna-Barreto L, Herrmann E, Kaiser W (1999) Онтогенез циркадного цикла отдыха-активности у медоносных пчел, содержащихся в изоляции. В: Elsner N, Eysel U. Proceedings of the 1st Göttingen Conference of German Neuroscience Society, vol. II: 27-я Геттингенская конференция по нейробиологии. Штутгарт: Георг Тиме Верлаг. п. 241. [Google Scholar] 54. Эбан-Ротшильд А.Д., Блох Г. (2008) Различия в архитектуре сна у собирателей и молодых медоносных пчел ( Apis mellifera ).J Exper Biol 211: 2408–2416. [PubMed] [Google Scholar]

Информационный лист 2, Тело медоносной пчелы

Информационный лист 2, Тело медоносной пчелы

Тело медоносной пчелы

Медоносные пчелы обладают многими характеристиками, общими для всех насекомых. У насекомых жесткий внешний вид Покрытие называется экзоскелетом, а не внутренним скелетом, как у позвоночных. Экзоскелет, сделанный из материала под названием хитин, помогает защитить внутренние органы насекомое и помогает предотвратить высыхание (пересыхание).Чтобы расти, насекомое должно сбрасывать экзоскелет.

У насекомых три части тела: голова, грудная клетка и брюшко. Голова содержит органы чувств и придатки для приема внутрь. В грудной клетке имеются придатки для движение, ноги и крылья. В брюшной полости находятся органы пищеварения и размножения.

Анатомические характеристики медоносной пчелы

Живот. Брюшко медоносной пчелы состоит из девяти сегментов. Воск и некоторые у взрослого здесь располагаются ароматические железы.Жало находится в кармане на конце сужающийся живот у взрослых самок.

Антенна (е). Форма антенны у насекомых зависит от ее функции. Усики у самцов бабочек перистые, у тараканов удлиненные, короткие и щетинковидные. в стрекозе и бусинке у термитов. У медоносных пчел сегментированные антенны важные органы чувств. Усики могут свободно перемещаться, так как их основания расположены на небольшом расстоянии друг от друга. розетчатые участки на голове.Каждая из антенн связана с мозгом большим двойной нерв, необходимый для восприятия всех важных сенсорных входов. Крошечный сенсорные волоски на каждой антенне реагируют на раздражители прикосновения и запаха.

Глаз (ы). Медоносные пчелы и люди не сходятся во взглядах. Хотя медоносные пчелы воспринимают довольно широкий цветовой диапазон, они могут различать только шесть основных цветовых категорий, включая желтый, сине-зеленый, синий, фиолетовый, ультрафиолетовый, а также цвет, известный как «пчелиный» фиолетовый », смесь желтого и ультрафиолетового.Пчелы не видят красного цвета. Дифференциации нет одинаково хорош во всем диапазоне и лучше всего подходит для сине-зеленого, фиолетового и пчелиного пурпура цвета.

Как и у большинства насекомых, у медоносных пчел сложные глаза, состоящие из тысяч крошечных линзы называются фасетками. Ученые считают, что каждая грань сложного глаза занимает одну маленькую часть зрения насекомого. Затем мозг берет изображение с каждой крошечной линзы и создает одна большая мозаичная картина. Это изображение в некоторой степени аналогично полученному изображению. на экране телевизора, на котором «картинка» представляет собой сетку, состоящую из световых точек.Преимущество сложного глаза — его способность обнаруживать движение. Медоносные пчелы могут легко различать сплошные и ломаные модели, но отдавать предпочтение сломанным цифры. В связи с этим пчелы более охотно реагируют на движущиеся цветы, чем на неподвижные. единицы. Следовательно, их глаз лучше приспособлен к восприятию движения, чем к восприятию формы. тион.

У медоносных пчел есть еще три глаза меньшего размера в дополнение к сложным глазам. Эти простые глаза или «глазки» расположены над сложными глазами и чувствительны к свету, но не могут разрешить изображения.

Головка . Голова медоносной пчелы треугольная, если смотреть спереди. Возникают две антенны близко друг к другу около центра лица. У пчелы два сложных глаза и три простые глаза, также расположенные на голове. Медоносная пчела использует свой хоботок или длинный волосатый язык, чтобы питаться жидкостями, и его нижние челюсти, чтобы поедать пыльцу и рабочий воск при построении сот.

Ножка (и). У медоносной пчелы три пары сегментированных ног. Ножки пчелы прима рилы используется для прогулок.Однако у лапок медоносных пчел есть специальные области, такие как антенны. чистящие средства на передних лапах и корзинки для пыльцы на задних лапах.

Нижняя челюсть. У медоносных пчел есть пара челюстей, расположенных по обе стороны от голова, которая действует как плоскогубцы. Челюсти используются для любых работ в улье. которые требуют схватывания или разрезания, такие как рабочий воск для создания гребня, вгрызаясь в части цветов (пыльники) для выпуска пыльцы, выноса детрита из улья или захвата врагов во время защиты гнезда.

Хоботок. Хоботок медоносной пчелы — это просто длинный, тонкий, волосатый язык, который действует как соломинка, доставляющая жидкую пищу (нектар, мед и воду) ко рту. Когда в при использовании язык быстро движется вперед и назад, в то время как гибкий наконечник выполняет притирку. тион. После кормления хоботок подтягивается и загибается за голову. Пчелы могут нормально питаться частицы, такие как пыльца, которая используется в качестве источника белка, но не может обрабатывать большие частицы.

Пыльцевая корзина. Гладкая, несколько вогнутая поверхность внешней задней лапы, с бахромой из длинных изогнутых волосков, удерживающих пыльцу на месте. Это закрытое пространство используется для перевезти в улей пыльцу и прополис. Также называется корбикулой.

Пыльцевый пресс. После того, как пчелы собрали пыльцу, они перемещают ее в пресс для пыльцы. расположен между двумя самыми большими сегментами задней лапы. Он используется для вдавливания пыльцы в пеллеты.

Грабли и гребни. Конструкции на ножках, используемые для сбора и удаления приставшей пыльцы волосатые тела медоносных пчел.

Стингер. Жало похоже по строению и механизму на орган откладывания яиц, известный как яйцеклад, одержимый другими насекомыми. Другими словами, жало — это модифицированный яйцеклад, который выбрасывает яд вместо яиц. Таким образом, жало может быть только у самок.

Укус находится в камере в конце живота, из которой только острый -острый вал выступает вперед. Его длина составляет около 1/8 дюйма. Когда жало не используется, его снова втягивается внутри жала брюшной полости.Вал повернут вверх, так что основание скрытый. Вал представляет собой полую трубку, похожую на иглу для подкожных инъекций. Наконечник зазубрен, так что втыкается в кожу пострадавшего. Полая игла состоит из трех частей. Вершина сечение называется стилетом и имеет выступы. Две нижние части называются ланцетами. Когда жало проникает в кожу, два ланцета двигаются вперед и назад по гребням

стилет так, чтобы весь аппарат вошел глубже в кожу. Ядовитый канал закрывается внутри ланцетов.

Перед валом лампочка. Концы ланцетов внутри луковицы увеличены и как они двигаются, они вталкивают яд в ядовитый канал, как миниатюрные поршни. Яд происходит из двух кислотных желез, которые выделяются в ядовитый мешок. Во время укуса содержимое щелочных желез сбрасываются прямо в ядовитый канал, где они смешиваются с кислая часть.

Когда медоносная пчела ужалит млекопитающее, жало вонзается в нее. В борьбе за свободу Сама по себе часть жала остается.Это достаточно повреждает медоносную пчелу, чтобы убить ее. Жало продолжает сокращаться рефлекторно, непрерывно закачивая яд в рана на несколько секунд.

Торакс. Грудь — это средняя часть пчелы и опорная точка для шести ног (трех пара), а также два набора перепончатых крыльев у взрослой особи. Корзины для пыльцы для переноски Пыльца обратно в улей располагаются на задних лапах.

Восковой сальник (и). Четыре пары желез, которые представляют собой специализированные части стенки тела, которые в период формирования воска в жизни рабочего сильно утолщаются и принимают железистая структура.Воск выделяется в виде жидкости и затвердевает до мелких хлопьев или весит и сидит в восковых карманах. Рабочая пчела вынимает восковую чешуйку с помощью гребня. внутренняя задняя лапа. Затем восковая чешуя переносится на нижнюю челюсть, где ее разжевывают. в компактную податливую массу. Затем в соту добавляют пчелиный воск. После рабочей пчелы перерастает период образования воска, железы дегенерируют и превращаются в плоский слой клеток.

Крыло (а). У медоносной пчелы два набора плоских тонких перепончатых крыльев, усиленных различные вены.Передние крылья намного крупнее задних, но два крыла каждая сторона работает вместе в полете. Просто взмахи крыльями не приводят к полету. Драйв сила возникает из-за пропеллероподобного скручивания каждого крыла во время подъема вверх и вниз.

Сложная жизнь медоносной пчелы

В некоторой дозе все ядовито

Философ и пионер токсикологии 16 века Парацельс придумал фразу «Доза создает яд.Эта фраза остается одним из руководящих принципов токсикологии.
Но здесь стоит более точно процитировать Парацельса: «Все вещи — яд, и ничто не может быть без яда; только доза делает вещь не ядом ».
В этом полном заявлении признается, что все органические, неорганические, природные или синтетические химические вещества (даже вода) в определенной дозе могут быть токсичными. Токсическая доза отличается от одного химического вещества к другому из-за того, как это химическое вещество применяется, его механизма действия и того, может ли химическое вещество метаболизироваться и / или выводиться из организма.
Когда дело доходит до пестицидов, всегда существует уровень воздействия, который не оказывает значительного воздействия на пчел. Но по мере увеличения воздействия пестицидов пчелы начнут проявлять сублетальные эффекты — аналогично человеку, пострадавшему от лекарства или болезни. Эти эффекты часто выражаются в нарушении поведения — их уровень активности может значительно увеличиваться или уменьшаться, или они могут кормить значительно меньше. Повышение уровня воздействия может привести к смерти, что чаще всего замечают пчеловоды и другие наблюдатели.
Сравнение с лекарствами может объяснить концепцию, согласно которой доза создает яд.Если вы примете рекомендованную (терапевтическую) дозу лекарства, такого как аспирин, оно уменьшит вашу боль или жар. Но превышение терапевтической дозы может привести к побочным реакциям и даже смерти. Слишком низкая доза не будет иметь лечебного эффекта, но слишком высокая доза может убить.
Ученые, изучающие биологию пчел, показали, что есть много способов, которыми отдельные пчелы и их семья могут подвергаться воздействию остатков пестицидов. Пока пестициды используются на открытом воздухе и в местах, где пчелы пасутся, пчелы будут контактировать с остатками пестицидов.
Итак, более актуальный вопрос: при какой концентрации (дозе) воздействие пестицидов в окружающей среде может нанести вред отдельной пчеле или семье?
Одна из трудностей при определении риска для пчел от воздействия пестицидов заключается в том, что пчелы широко кормятся в ландшафте, а воздействие пестицидов может происходить из многих источников. Кроме того, медоносные пчелы являются социальными животными, и выживание, рост и репродуктивный успех этого вида измеряются на уровне колонии, а не на уровне отдельной пчелы.
Другими словами, может быть трудно определить точную дозу, которой будет подвергаться пчела-кормилец или ее колония.
Определение эффектов на уровне колоний осложняется рядом факторов, включая:
• Когда и как часто
встречался с пестицидом — было ли это однократным острым воздействием
или длительным хроническим воздействием?
• Было ли воздействие пестицидов ограничено
контактировавшими с фуражирами в поле.
• Было ли воздействие диетическим, то есть
пчел потребляли пестицид, содержащийся в пыльце, нектаре,
или воде, принесенной и хранившейся в улье?

Это проблемы, с которыми сталкиваются специалисты по оценке риска, когда
они должны определить потенциальный риск воздействия пестицидов на
медоносных пчел и других опылителей.
В целом, исследователи определяют, насколько чувствительны пчелы
к пестицидам, с помощью лабораторных тестов и, в некоторых случаях
, в ходе полевых исследований. Задача состоит в том, чтобы определить
, является ли активный ингредиент конкретного пестицида:

• Неблагоприятно влияет на различные касты и возрастные классы медоносных пчел
• Риск для отдельных пчел представляет собой проблему для внутренней работы колонии
• Представляет неоправданный риск по сравнению с его потенциальными преимуществами

Итак, отвечая на вопрос: «Будет ли применение этого пестицида представлять опасность для медоносных пчел?» нам сначала нужно определить риск.
Риск определяется как величина и вероятность неблагоприятного воздействия. Важно помнить, что риск зависит от воздействия и токсичности. Вы можете знать токсичность того или иного соединения, но если вы не знаете оценок воздействия на окружающую среду или у вас есть оценки воздействия, но не известна токсичность, у вас есть только часть уравнения и вы не можете адекватно определить риск.
Ученые изучают биологическую реакцию медоносных пчел, подвергая пчел воздействию различных доз пестицидов (в лабораторных или полевых условиях).
Если уровень пестицидов в окружающей среде меньше, чем известно из лабораторных исследований острых и хронических заболеваний и не причиняет вреда, то предполагается, что пестицид будет представлять минимальный риск для медоносных пчел на тестируемой стадии жизни (например, взрослые пчелы или личинки).
Если уровень пестицидов в окружающей среде выше, чем показано, что они вызывают острые или хронические эффекты у взрослых и / или личинок пчел, то предполагается, что продукт представляет риск.
Как мы можем догадаться из нашего понимания биологии пчел, оценка рисков для медоносных пчел представляет собой проблему.Улей — это колония особей, которые действуют как одна особь. Это означает, что специалисты по оценке риска должны оценивать риск, который пестицид представляет для отдельных пчел на разных уровнях организации (отдельные личинки пчел, взрослые рабочие, матки, трутни), а также для всей колонии в целом.

Как удалить улей за 6 шагов

Удаление улья звучит пугающе, но это не обязательно. Вам нужно знать несколько вещей и выполнять определенные действия, чтобы успешно удалить улей.

Примечание: Эти инструкции предназначены для уничтожения улья. Однако, поскольку пчелы являются неотъемлемой частью природы и производства продуктов питания, вам следует подумать о решениях, которые сохранят животных, прежде чем уничтожать колонию. Многие пчеловоды и компании по борьбе с вредителями удаляют ульи бесплатно, поэтому проверьте свои местные списки, прежде чем выбирать этот вариант.

Шаг 1. Убедитесь, что у вас нет аллергии

Независимо от того, есть ли у вас какие-либо другие аллергии, у вас может быть аллергия на укусы пчел.Если у вас аллергия, яд пчелиного укуса может вызвать серьезные проблемы, такие как отек губ или горла, затрудненное дыхание, стеснение в горле, рвота, диарея, головокружение и обморок из-за низкого кровяного давления. Для людей с сильной аллергией это может быть смертельным. Если вы испытали аллергическую реакцию на укус пчелы, то удаление ульев лучше доверить профессионалам.

Шаг 2 — Защитите себя

Купите дешевый костюм пчеловода на Amazon.

При попытке удалить улей важно надеть соответствующую одежду. Профессиональные пчеловоды носят светлую одежду с гладкой текстурой, и вы тоже должны это делать. Пчел раздражают темные цвета и грубая одежда.

Ищите вуаль пчеловода и кожаные перчатки для дополнительной защиты лица и рук. Курильщик может успокоить пчел и снизить вероятность укусов.

Предупреждение: Не используйте духи, одеколоны, средства после бритья или ароматические дезодоранты.Пчелы могут спутать ваш запах с ароматом цветов.

Шаг 3 — Найдите улей

Звучит как несложная задача, но часто ульи располагаются в отдаленных местах, например, в дымоходах или в стенах. Также проверьте скворечники, горшки, чердак, мусорные баки и любую открытую конструкцию, куда могут попасть пчелы.

Медоносные пчелы, гнездящиеся в ваших стенах, представляют собой проблему для здоровья, а также опасность для конструкции вашего дома. Ульи в доме могут вместить от 20 до 80 фунтов меда.Если не удалить мед, он может испортить стены и потолки.

Дымоходы — главная цель пчел, ищущих новое место для улья. Пчелы-разведчики ищут места для гнездовий. Если у вашего дымохода нет защитного экрана, возможно, внутри у вас улей. Завершая удаление улья, не делайте резких движений. Будьте особенно осторожны с подозреваемыми ульями. Если вы видите, что в вашем доме летают многочисленные пчелы, значит, пчелы уже гнездились. Рекомендуется немедленное удаление улья.

Шаг 4 — Лучшее время для удаления ульев

Убивайте уже сформировавшиеся пчелиные семьи в конце зимы или ранней весной, когда популяция пчел в улье минимальна. Вы также можете применить инсектицид ближе к вечеру. Опять же, это когда все пчелы будут в улье или гнезде. Пчелы спят вечером и рано утром.

Шаг 5 — Что использовать для удаления ульев

Что касается химикатов, то хороший инсектицид, такой как Севин, работает. Вам потребуются повторные приложения, чтобы убить всех пчел внутри улья.

Чтобы удалить улей, расположенный внутри ваших стен, постучите молотком и прислушайтесь к ответному жужжанию пчел. Здесь находится гнездо или улей. Вам нужно будет просверлить отверстие (желательно через внешнюю стену) и нанести инсектицид на улей.

Шаг 6. Процесс

После того, как вы нашли улей, наденьте защитную одежду, вуаль пчеловода и кожаные перчатки. Пора убрать ваш первый улей. Распылите инсектицид на улей. Делайте это ближе к вечеру или рано утром, как указано выше.Повторите приложение несколько раз, чтобы убить всех оставшихся пчел в улье. Удалите и уничтожьте улей, чтобы пчелы-фуражиры из соседних семей не могли туда заселиться.

Утилизируйте удаленный улей, поместив его в пластиковый мешок для мусора, который вы надежно завязали. Убедитесь, что все пчелы внутри мертвы. Затем поместите его в контейнер для мусора (с плотной крышкой) и отправьте на вывоз. После удаления улья тщательно промойте это место водой с мылом. Закройте все входы, где пчелы могут попасть в точку входа.Заделайте все проемы в стенах. Установите экраны над вентиляционными отверстиями и водостоками. Если вы просверлили отверстие во внешней стене, заделайте его и при необходимости покрасьте.

Когда вы совершаете покупки по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать комиссионные бесплатно для вас.

перепончатокрылых — обзор | ScienceDirect Topics

16.1.1 Hymenoptera

Hymenoptera — эволюционно успешный и широко распространенный отряд голометаболических насекомых, который включает муравьев, пчел и ос (подотряд Apocrita), а также более примитивных пилильщиков (подотряд Symphyta).Было высказано предположение, что перепончатокрылые могут представлять собой наиболее богатый видами отряд насекомых (Forbes et al., 2018), причем одни муравьи составляют в среднем более 15% всей наземной биомассы (Schultz, 2000). Этот разнообразный отряд насекомых коллективно привлек внимание ученых из самых разных дисциплин из-за их уникальной социальной структуры и их значения как опылителей сельскохозяйственных культур, сельскохозяйственных вредителей, разносчиков семян и движущих сил круговорота почвы (Hölldobler and Wilson, 2009). .

Преобладание по крайней мере некоторых из этих насекомых может быть связано с их социальной организацией, определяемой: (1) репродуктивным разделением труда, (2) перекрывающимися поколениями и (3) совместным уходом за выводком. В результате этой уникальной социальной архитектуры есть несколько характеристик, которые отличают эусоциальные колонии от других одиночных отрядов насекомых. Возможно, наиболее примечательной особенностью в этом отношении является то, что определение пола у перепончатокрылых происходит через гаплодиплоидную систему, такую ​​как арренотокия.Другими словами, пол определяется количеством копий каждой хромосомы, которыми обладает человек. Колонии обычно основываются одной или несколькими репродуктивными матками после спаривания. На протяжении всей своей жизни королева может откладывать оплодотворенные диплоидные яйца, которые превращаются в бесплодных рабочих женщин или репродуктивных дочерей-девственниц. В качестве альтернативы, неоплодотворенные гаплоидные яйца разовьются в репродуктивных самцов.

Однако есть заметные исключения из этой жесткой репродуктивной основы.Например, у понеринового муравья Harpegnathos saltator после смерти королевы рабочие будут участвовать в ритуальном шоу, известном как дуэль (Peeters et al., 2000; Peeters and Hölldobler, 1995). «Победителем» этих агрессивных схваток станет новый репродукт в колонии, именуемый воротами игрока. Другой пример — беспородный клоновый муравей-рейдер Ooceraea biroi . Все члены колонии муравьев-рейдеров способны к клональному воспроизводству посредством телитокозного партеногенеза (Tsuji and Yamauchi, 1995).В этой системе рабочие в колонии чередуют фазу нерепродуктивного кормления, в течение которой колония получает пищу, и репродуктивную фазу, во время которой неоплодотворенные яйца развиваются в диплоидных самок (Ravary and Jaisson, 2002). Важно отметить, что эти уникальные особенности репродуктивной системы облегчили применение технологий генной инженерии для перехода к генетическим моделям, которые в противном случае были бы проблемными в свете длительного времени генерации колоний и бесплодия касты рабочих (Yan et al., 2017; Trible et al., 2017).

Еще одним важным элементом биологии многих видов перепончатокрылых является то, что потомство самок в среднем на 75% генетически идентично. Это связано с тем, что рабочие повсеместно наследуют одну и ту же отцовскую хромосому от своего гаплоидного отца и одну из двух хромосом от своей диплоидной матери. Тем не менее, несмотря на высокий уровень генетического сходства, существует глубокая неоднородность среди членов одной колонии с точки зрения возраста, морфологии и поведения (HöLldobler and Wilson, 1990; Wheeler, 1986).Королевы-самки, некоторые из которых могут жить почти 30 лет у некоторых видов, таких как L. niger (Keller, 1998; Keller and Genoud, 1997; HöLldobler and Wilson, 1990), намного крупнее своих потомков и тратят на это большую часть время их откладывания яиц. Рабочие могут прожить всего несколько недель или месяцев и выполнять оставшиеся задачи в колонии, такие как уход за выводком, содержание гнезд и поиск пищи (HöLldobler and Wilson, 1990; Page and Peng, 2001). У некоторых видов рабочие могут быть далее разделены на морфологические касты, которые выполняют специализированные задачи в колонии (HöLldobler and Wilson, 1990).С другой стороны, самцы обычно живут всего несколько недель и умирают вскоре после спаривания (Wilson, 1971; HöLldobler and Wilson, 1990). Эти различия отражаются в физиологии каждого человека с важными последствиями для структуры и функции обонятельной системы.

Значительное внимание было также уделено более фундаментальным и фундаментальным научным вопросам, касающимся социальной биологии, нейроэтологии, сенсорных систем и эволюции перепончатокрылых. Самого Чарльза Дарвина особенно беспокоили наблюдения за социальными насекомыми.В своей основополагающей книге « Происхождение видов » Дарвин сетует на то, что бесплодные рабочие самки от муравьев и других общественных насекомых «сначала казались мне непреодолимыми и фактически фатальными для всей моей теории… поскольку эти кастрированные животные часто сильно различаются по инстинктам и способностям. структура как от самцов, так и от фертильных самок, и тем не менее, будучи бесплодными, они не могут размножать свой вид »(Дарвин, 1859). В то время как последующие исследования ученых-эволюционистов, таких как У. Д. Гамильтон, с тех пор предоставили концептуальную основу для понимания эволюции репродуктивного альтруизма через родственный отбор (Гамильтон, 1963, 1964), секвенирование генома проложило путь для изучения этой биологии и постановки новых вопросов о истоки эусоциальности.Например, каковы молекулярные требования для передачи социальной информации и поддержания сложного колониального образа жизни с репродуктивной иерархией? И какое давление отбора может подтолкнуть эти организмы к эусоциальности?

Молекул | Бесплатный полнотекстовый | Фракция филиппинского меда, содержащая изорамнетин, продуцируемая безжалостной пчелой Tetragonula biroi, является антибиотиком против золотистого стафилококка с множественной лекарственной устойчивостью

1. Введение

Благоприятные для здоровья свойства меда связаны с вторичными метаболитами растений, которые собираются одновременно с медоносными пчелами. к сбору цветочных нектаров или пади.В дополнение к своему традиционному использованию в домашних условиях в качестве подсластителя, мед часто считается альтернативным нутрицевтиком, который проявляет широкий спектр действий in vitro, таких как антибактериальное, антиоксидантное, противовоспалительное, иммуномодулирующее, противоопухолевое, антигликемическое, пребиотическое и противовирусное средство. мероприятия [1,2,3,4,5,6,7,8]. С биологической активностью меда связано разнообразие его вторичных метаболитов. На это химическое разнообразие влияют несколько факторов, таких как растительный источник, географическое положение, энтомологическое происхождение, сбор меда и процессы экстракции [8,9,10,11,12,13].Помимо того, что мед является перенасыщенным раствором глюкозы и фруктозы, химический состав меда сложен и варьируется, что сильно зависит от его географического и ботанического происхождения [14]. Оценки показывают, что мед состоит из около 200 других второстепенных метаболитов, которые обычно присутствуют в диапазоне от 0,01 до 10 частей на миллион [15]. Мед содержит полифенолы растительного происхождения, ароматические кислоты, сложные эфиры и флавоноиды, которые имеют жизненно важное значение для антиоксидантных и антибактериальных свойств меда [16,17,18,19,20,21,22].Помимо фенольных соединений, мед также содержит ферменты, такие как глюкозооксидаза, диастаза, инвертаза, каталаза и пероксидаза, которые также отвечают за антибактериальную активность [1,2,6]. Также были обнаружены другие биоактивные компоненты, такие как органические кислоты, микроэлементы, витамины, аминокислоты и белки [1,2,19]. Имеется множество информации об оценке антимикробных и антиоксидантных свойств меда [3,7,8 , 16,20,23]. Тем не менее, примечательно, что наблюдаемая биоактивность зависит от ботанического и географического происхождения и климатических условий и столь же изменчива, как и другие [8,9,10,11,13,14,23].На Филиппинах большая часть меда производится A. mellifera и, в ограниченной степени, местной безжальной пчелой Tetrogonula biroi (синонимом Trigona biroi) [24]. Отчеты показали, что мед, произведенный безжальной пчелой T. biroi, выращивался в районе Южного Лусона на Филиппинах, особенно в регионах Лагуна, Кесон и Сорсогон, и в районе Западных Висай, особенно в провинциях Илоило и Западный Негрос [24,25,26 , 27]. И наоборот, мед A. mellifera производится в районах Южного Минданао (Давао) [28] и Южного Лусона в Лагуне [29].Эти местные сорта меда используются в качестве подсластителей, но их потенциал в качестве нутрицевтиков, полезных для здоровья и терапевтических средств, полностью не описан. В рамках нашей программы биоактивных натуральных продуктов мы провели небольшой скрининг образцов филиппинского меда, произведенного A. mellifera и T. biroi, на предмет их антибактериальной и антиоксидантной активности, а также определили общее содержание фенольных соединений и флавоноидов в них. В качестве эталонного меда мы использовали мед Манука, широко признанный нутрицевтический продукт благодаря его антибактериальным и антиоксидантным свойствам [30,31].Наконец, мы идентифицировали антибиотическое соединение из меда, производимого филиппинской безжальной пчелой T. biroi, которое обладает высокой антибактериальной активностью против S. aureus ATCC BAA-44, штамма с множественной лекарственной устойчивостью. Общие результаты нашего исследования убедительно подтверждают и подтверждают, что филиппинский мед, произведенный безжалостной пчелой T. biroi, является нутрицевтиком с продемонстрированным терапевтическим потенциалом in vitro.

3. Обсуждение

Здесь мы сообщаем, что вторичные метаболиты, присутствующие в меде, обладают антибактериальной и антиоксидантной активностью.Наши результаты показали, что выбранные экстракты филиппинского меда в этом исследовании показали антибактериальную активность in vitro в отношении патогенов стафилококка. Однако антибактериальная активность варьировалась в зависимости от типа меда. Было показано, что экстракт меда, продуцируемый пчелами A. mellifera, проявляет слабую антибиотическую активность, в то время как экстракт меда SL 01, продуцируемый T. biroi, проявляет антибактериальную активность от умеренной до высокой в ​​отношении всех протестированных стафилококковых патогенов, включая устойчивый к множественным лекарствам S.aureus ATCC BAA-44. Тем не менее, очевидно, что экстракт меда T. biroi обладает более высокой и более широкой антибактериальной активностью по сравнению с экстрактами меда A. mellifera. Этот вывод подтверждает сообщение о том, что пчелиный мед без жала (SBH) демонстрирует превосходные антибактериальные свойства по сравнению с европейским пчелиным медом (EBH), производимым Apis spp [33,34,35]. Мед обладает несколькими хорошо известными характеристиками, которые обычно считаются факторы, способствующие общей антимикробной активности, к которым относятся низкий pH, осмотический эффект, выработка перекиси водорода и фитохимические факторы [1,2].В этом исследовании экстракт меда T. biroi (SL 01) оставался активным в отношении пяти патогенов стафилококка после удаления олигосахаридов и влаги, что указывает на то, что антибактериальный компонент является нелетучим и непероксидазным, в отличие от других исследований меда, согласно которым антибактериальная активность объясняется наличием таких ферментов, как каталаза и пероксидаза [1,2,6]. Было несколько УФ-пиков при λ _max 254 нм, которые могут вносить вклад в антибиотическую активность фракции 7 экстракта SL 01.Тем не менее, изорамнетин (3-метилкверцетин), растительный флавоноид, который мы обнаружили во фракции 7, был основным УФ-пиком (λ _max 254 нм), который, вероятно, способствовал непероксидной антибактериальной активности меда T. biroi. Отчет о механизме действия метилированных флавоноидов, таких как изорамнетин, показал, что он воздействует на мембрану бактериальной клетки, увеличивая проницаемость, что приводит к прекращению способности синтеза АТФ, мембранного транспорта и подвижности [36]. Было продемонстрировано, что изорамнетин подавляет рост S.aureus путем подавления экспрессии его РНКIII и ингибирования транскрипции альфа-гемолизина (Hla) [37]. Этот метаболит, вместе с другими флавоноидами, может проявлять свою антибактериальную активность за счет лизиса клеток и разрушения цитоплазматической мембраны при проницаемости [37,38,39]. Антибактериальная активность неочищенного экстракта меда манука в этом исследовании не согласуется с сообщаемым мощным действием. биоактивность метилглиоксаля (MGO) [31,40]. Возможно, процессы твердофазной экстракции и сушки в вакууме (35–40 ° C) удаляли летучий MGO.Тем не менее, наши результаты согласуются с предыдущими сообщениями о том, что MGO не несет исключительной ответственности за антимикробную активность меда манука [30,41,42]. Мы продемонстрировали, что экстракт меда SL 01 обладает самой высокой антиоксидантной активностью среди выбранных протестированных экстрактов филиппинского меда, и чья активность приписывают его высокому содержанию фенолов и флавоноидов. Это открытие подтверждается недавним исследованием меда T. biroi, в котором утверждается, что фенольные кислоты и флавоноиды ответственны за хорошо известную антиоксидантную активность пчелиного меда без жала [25].Имеются сообщения, указывающие на то, что фенолы и флавоноиды в меде находятся под сильным влиянием цветочного источника, из которого пчелы питаются пищей [8,14,43]. В этом предварительном исследовании корреляция антибиотической и антиоксидантной активности с ботаническим и энтомологическим происхождением меда неясна из-за узкого набора образцов и отсутствия информации о мелиссопалинологическом анализе. Тем не менее, результаты исследования многообещающие, поскольку мы продемонстрировали потенциальную антибактериальную и антиоксидантную активность филиппинского меда, полученного из A.mellifera и пчела без жала T. biroi. Для некоторых экстрактов меда с высоким содержанием фенолов, таких как NM 02, NM 05 и SL 05, количество фенольных экстрактов напрямую не коррелировало с его антиоксидантной активностью. Это наблюдение могло быть связано с некоторыми другими составляющими, которые подавляют его активность по улавливанию радикалов, поскольку исследованные образцы были из сырых экстрактов.

Кластерный анализ предполагает, что биоактивность (антибиотик и антиоксидант) напрямую коррелирует с общим содержанием фенолов и флавоноидов, что продемонстрировано медовым экстрактом SL 01, полученным безжальной пчелой T.biroi, за которым следуют экстракты меда Манука в кластере 2. Ясно, что четко определенная кластеризация, показанная на дендрограмме, согласуется с прямой корреляцией между биоактивностью и содержанием фенолов и флавоноидов, т. е. экстрактов меда с низким содержанием фенолов. и флавоноиды, следовательно, проявляли слабую антибактериальную активность.

В этой работе неочищенный экстракт меда T. biroi показал самое высокое содержание фенольных соединений и флавоноидов с изорамнетином в качестве одного из его антибиотических компонентов.Известно, что изорамнетин присутствует в различных растениях, таких как манго и бананы [44,45,46], что предполагает возможное происхождение изорамнетина в меде T. biroi, поскольку кормовая территория пчелиных ульев была окружена кокосом, бананом и т. Д. и манговые деревья. Интересно, что в этом исследовании также присутствовали меды, произведенные A. mellifera (WV 02, SEM 01 и SL 04), которые питались манго и бананами, но показали минимальную антибиотическую активность. Хотя есть ограниченные исследования механизмов кормодобывания T.biroi было высказано предположение, что его меньший размер тела позволяет ему собирать пищу из разных частей цветочного источника, что приводит к высокому содержанию флавоноидов и фенольной кислоты [47]. Другим правдоподобным объяснением источника изорамнетина, обнаруженного в меде T. biroi, является серу, также известная как прополис пчелы без жала [48]. Серу представляет собой смесь воска и растительных смол, из которых строят пчелиное гнездо без жала. Смолы растений являются богатым источником флавоноидов и хорошо известны своими мощными антимикробными свойствами [49].В отличие от A. mellifera, который сохраняет мед методом обезвоживания при хранении в сотах, пчела без жала (например, T. biroi) полагается на интенсивную ферментацию микробами-симбионтами и выдержку внутри серного горшка для сохранения меда [50]. Во время выдержки ароматы серы включаются в мед, придавая его более интенсивный аромат по сравнению с медом A. mellifera. Сообщалось, что экстракты серной серы обладают противовоспалительными и антимикробными свойствами [49,51,52], и возможно, что антибиотики и антиоксиданты из серной серы интегрируются в мед во время процесса старения [50].Отчет показал, что в общей сложности 100 соединений были идентифицированы из прополиса пчел без жала с 2000 по 2019 год группами в Бразилии, Южной Азии и Австралии [48]. Отметим, что изорамнетин был выделен из гнезда безжальной пчелы T. spinipes, собранного в Форталезе, штат Сеара, на северо-востоке Бразилии [53]. В совокупности результаты этого исследования антистафилококковой активности экстракта меда T. biroi и отчеты о биологическом потенциале пчелиного меда без жала из Бразилии [49,54], Южной Азии [25,26,47,55,56] , и Австралия [48,51,57] подчеркивают полезные свойства и питательную ценность пчелиного меда без жала.

4. Материалы и методы

4.1. Образцы меда

Всего с сентября по декабрь 2016 г. было отобрано 15 образцов сырого меда, произведенного A. mellifera (14 образцов) и безжальной пчелой T. biroi (1 образец) с разных пасек на Филиппинах. Все образцы меда были взяты из местная пчелиная ферма. Вместо мелиссопалинологического анализа для определения цветочного и ботанического происхождения образцов меда была проведена идентификация ботанического происхождения на основе географического ареала кормодобывания и наличия растений в местах расположения пчелиных ульев.В этот период был собран только один мед T. biroi из-за ограниченного производства. Что касается образцов меда A. mellifera, два были собраны из Северного Лусона (NL), пять — из Южного Лусона (SL), два — из Западных Висайских островов (WV), один — из Юго-Восточного Минданао (SEM) и пять — из Северного Минданао (нм). ) (Таблица 1 и Рисунок S1). Два типа меда Манука: Comvita ™ (UMF 15) и Manuka Health ™ (MGO 550) были использованы в качестве эталонов из-за их стандартизованного содержания метилглиоксаля (MGO), которое было заявлено как антибактериальное.

4.2. Реагенты и стандарты

Смола Amberlite ™ XAD-16N, тетрациклин, 2,2-дифенил-1-пикрилгидразил (DPPH), аскорбиновая кислота и кверцетин (≥95%) были получены от Sigma-Aldrich (Сент-Луис, Миссури). , СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ). Галловую кислоту (99,3%) получали от ChromaDex (Лос-Анджелес, Калифорния, США). Ацетонитрил, метанол, этилацетат, вода и муравьиная кислота (класс ЖХ-МС) также были приобретены у Sigma-Aldrich (Сент-Луис, Миссури, США).

4.3. Экстракция метаболитов Метод твердофазной экстракции

(ТФЭ) был использован для извлечения вторичных метаболитов, содержащихся в меде [58].Вкратце, 25 г образцов меда растворяли в 75 мл кислой воды (pH доводили до 2,0). Раствор обрабатывали 37,5 г смолы Amberlite ™ XAD-16N (100 мкм) и осторожно перемешивали в течение 30 минут для адсорбции метаболитов. После перемешивания смолу промывали 2 л кислой воды, а затем 1 л дистиллированной воды. Затем смолу промывали метанолом (750 мл) и этилацетатом (750 мл) для экстракции адсорбированных метаболитов. Этот шаг повторяли три-четыре раза, пока смола не вернулась к своему первоначальному белому виду.Объединенные экстракты метанола и этилацетата (9-10 г, выход 36-40%) концентрировали в вакууме при температуре от 35 до 40 ° C, лиофилизировали и хранили при -80 ° C до использования в тестах на антибактериальные и антиоксидантные свойства in vitro и в химических веществах. профилирование.

4.4. Организмы-мишени для антибактериального тестирования

Целевыми бактериальными патогенами, использованными в этом исследовании, были Staphylococcus aureus ATCC 25923, S. aureus ATCC BAA-44 (множественная лекарственная устойчивость), S. aureus ATCC 6538, клинический изолят S. saprophyticus и S. epidermidis. клинический изолят.Эти тестовые организмы выращивали и поддерживали при 37 ° C в триптическом соевом агаре не более 24 часов, пока их не использовали для антибактериального анализа.

4.5. Диффузия в лунках агара для антибактериального анализа

Экстракты меда, полученные из SPE, тестировали на антибактериальную активность с использованием метода диффузии в лунках агара. Вкратце, десять мл суспензии бактериальных клеток доводили до получения оптической плотности (OD) 1 × 10 ⁶ КОЕ / мл и тщательно перемешивали с 40 мл 1,5% агара Мюллера-Хинтона (MHA) при 40 ° C.MHA, инокулированный бактериальными клетками, выливали в чашку Петри диаметром 150 мм и давали ему затвердеть. После затвердевания лунки с агаром были сделаны с использованием стерильного бурава для получения лунок диаметром 6 мм. Экстракты меда в диметилсульфоксиде (ДМСО) готовили из исходного раствора 200 мг / мл. В каждую лунку добавляли пятьдесят мкл экстрактов меда, что соответствовало обработке образца 10 мг на лунку. Пятьдесят мкл тетрациклина (5 мг / мл в ДМСО) и 50 мкл ДМСО разливали в отдельные лунки в качестве положительного и отрицательного контролей соответственно.Все тестируемые патогены в этом исследовании не были чувствительны к ДМСО (таблица 2). Планшеты инкубировали при 37 ° C в течение 18 ч с последующим измерением зоны ингибирования (ZOI, мм) после вычитания диаметра лунки 6 мм. Все тесты проводились в двух экземплярах.

4.6. Антиоксидантный анализ с использованием 2,2-дифенил-1-пикрилгидразила (DPPH)

Для проведения предварительного скрининга антиоксидантной активности медовых экстрактов активность по улавливанию радикалов оценивалась с использованием анализа свободных радикалов DPPH, как описано ранее [59] с несколько модификаций.Двадцать мкл каждого медового экстракта (50 мг / мл в ДМСО, pH от 3,5 до 4,5) и 180 мкл раствора DPPH (Sigma Aldrich, Сент-Луис, Миссури, США) (300 мкМ в метаноле) разливали в лунки 96 -луночная пластина. Двадцать мкл ДМСО с 180 мкл раствора DPPH использовали в качестве отрицательного контроля, а аскорбиновую кислоту (Sigma Aldrich, (Сент-Луис, Миссури, США) (10 мг / мл) использовали в качестве положительного контроля. Планшет инкубировали в в темноте при комнатной температуре в течение 30 мин с последующим измерением оптической плотности при 570 нм с использованием считывающего устройства для микропланшетов (Multiskan FC, Thermo Scientific, Торранс, Калифорния, США).Анализ проводили в трех экземплярах. Активность экстрактов меда по улавливанию радикалов DPPH определялась по следующей формуле:

% Активности по улавливанию радикалов DPPH = (Поглощение отрицательного контроля — Поглощение образца) / Поглощение отрицательного контроля) × 100

(1)

4,7. Количественное определение флавоноидов

Содержание флавоноидов в меде определялось путем образования комплексов алюминий-флавоноид с некоторыми модификациями [59]. Аликвоту раствора AlCl ₃ (4 мкл, 10% мас. / Об.) Добавляли к водному раствору экстракта меда (20 мкл, 50 мг / мл) и затем обрабатывали H ₂ O (112 мкл), 60 мкл. метанола и 1 M CH ₃ COONa (4 мкл).Кверцетин (≥95%, Sigma Aldrich, Сент-Луис, Миссури, США) использовали в качестве стандарта в диапазоне концентраций от 0 до 100 мкг / мл для построения калибровочной кривой. Смесь энергично встряхивали и инкубировали при 24 ° C в микропланшет-ридере (BMG Labtech, Offenburg, Германия) в течение 10 мин. Поглощение считывали при 415 нм. Анализ проводили в трех экземплярах.

4.8. Определение общего содержания фенолов

Анализ Folin-Ciocalteu (F-C), который традиционно используется для определения общего содержания фенолов (TPC) в растительных пищевых экстрактах, может давать неточные оценки значений TPC из-за присутствия восстанавливающих мешающих факторов, таких как аскорбиновая кислота [60].Чтобы смягчить это ограничение, мы использовали более новый метод с использованием хемометрии (то есть частичных наименьших квадратов) и FTIR. PLS предлагает преимущества простоты и возможности количественного определения интересующих аналитов на основе сложной матрицы [61,62,63]. Общее содержание фенольных соединений (TPC) в растворе экстракта меда (10 мкл, 500 мг / мл в метаноле) определяли количественно с помощью инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье с ослабленным полным отражением (ATR-FTIR) [64]. Спектры FTIR регистрировали при комнатной температуре (22 ° C) с использованием спектрометра IRAffinity-1S (Shimadzu, Киото, Япония), сканирование в диапазоне частот от 4000 до 700 см ^-1 с разрешением 2 см ^-1 .Окончательный ИК-спектр каждого медового экстракта составлял в среднем 128 сканирований с двумя спектрами, взятыми на аликвоту. Эксперимент проводили в трех повторностях. ИК-спектры медовых экстрактов усреднялись и обрабатывались с помощью программы R (R Development Core Team, Вена, Австрия) для дальнейшего анализа. Савиткзи Голай был выполнен с трехточечным фильтром и трехуровневым вейвлет-преобразованием для повышения разрешения спектральных характеристик и минимизации проблем, связанных с смещением базовой линии. Для количественного анализа использовали частичную регрессию наименьших квадратов (PLSR) с тремя компонентами.Всего семь спектров галловой кислоты (99,3%, Chromadex, Лос-Анджелес, Калифорния, США) были использованы для создания калибровочной модели. Для оценки точности модели была проведена перекрестная проверка с исключением по одному, путем удаления одного стандарта из набора данных за один раз и применения калибровки к остальным стандартам (рисунки S2 – S4).

4.9. Очистка и выделение антибиотического соединения из филиппинского меда

Полученный неочищенный экстракт меда очищали гельпроникающей хроматографией (GPC).Неочищенный экстракт (510,0 мг) растворяли в 1,0 мл метанола и загружали в колонку 3,3 см × 35 см Sephadex ^® LH-20 (размер гранул: 25–100 мкм, объем слоя: 307,9075 см, ³ , линейная скорость потока. : 9,82 см / ч). Колонку элюировали метанолом, и было собрано 69 фракций по 7 мл. Мы попытались объединить элюаты в соответствии с профилем ТСХ, однако соединения, присутствующие в элюате, плохо растворились в пластине с диоксидом кремния. Следовательно, элюаты объединяли в 8 основных фракций на основе их видимых цветовых профилей, объединенные фракции концентрировали в вакууме и сушили вымораживанием для последующих анализов и анализов химического профилирования.

4.10. Химическое профилирование биоактивной фракции GPC меда с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с диодно-матричным детектором (DAD)

Фракции GPC были профилированы с помощью ВЭЖХ (LC-20AD Prominence и PDA SPDM20A Prominence, Shimadzu, Киото, Япония). Вкратце, фракции GPC с концентрацией 10 мг / мл (MeOH: H ₂ O, 1: 1) фильтровали с использованием шприца с фильтром 0,2 мкм. Двадцать мкл отфильтрованного раствора GPC вводили в ВЭЖХ. Очистку проводили на колонке с обращенной фазой (колонка Phenomenex Kinetex C ₈ , 2.6 мкм, 100 × 4,60 мм) с использованием системы растворителей для элюирования с градиентом низкого давления (растворитель A: вода с 0,1% TFA, растворитель B: метанол с 0,1% TFA) при скорости потока 0,8 мл / мин. Градиент начинался с 95% растворителя А через 0,01-5 мин, 60% растворителя А через 10 минут, 30% растворителя А через 15 минут, 0% растворителя А через 20-33 минуты, обратно до 95% растворителя А через 35 минут. УФ-пики (λ _max 254 нм) фракции GFC с наивысшей антибактериальной активностью против S. aureus ATCC BAA-44 с множественной лекарственной устойчивостью собирали для анализов LCMS-IT-TOF и MS / MS (таблица 4).

4.11. Анализ чувствительности микробов фракций GPC к S. aureus ATCC BAA-44

Анализ микробов проводили для демонстрации антибактериальной активности неочищенного экстракта и соответствующих фракций GPC против штамма S. aureus ATCC BAA-44 с множественной лекарственной устойчивостью [65]. Вкратце, была приготовлена ​​суспензия бактериальных клеток, доведенная до 1,0 × 10 ⁶ КОЕ / мл в среде трипсинового соевого бульона. Пять мкл маточного раствора экстракта меда 200 мг / мл, а также фракция GPC, 5 мкл 10 мг / мл тетрациклина в качестве положительного контроля и 5 мкл ДМСО в качестве отрицательного контроля были помещены в разные лунки (96-луночный планшет. ) в трех экземплярах.После этого в каждую лунку добавляли 195 мкл суспензии бактериальных клеток. Наконец, 200 мкл трипсинового соевого бульона разливали в лунки, которые служили бланками. Планшет инкубировали при 37 ° C и оптическую плотность измеряли при 620 нм после 18–24 ч инкубации с использованием считывающего устройства для микропланшетов (Multiskan FC, Thermo Scientific, США). Все тестируемые патогены в этом исследовании не были чувствительны к ДМСО (таблица 2). Анализ проводили в трех экземплярах. Процент ингибирования измеряли относительно необработанных тестируемых бактерий.

4.12. Определение минимальной ингибирующей концентрации (МИК)

Минимальную ингибирующую концентрацию (МИК) сырого экстракта меда SL 01 против S. aureus ATCC BAA-44 с множественной лекарственной устойчивостью определяли с использованием метода микроразведения в бульоне, как описано ранее Dalisay et al. (2013) [65]. Вкратце, 2-кратные серийные разведения сырых экстрактов меда в исходном растворе ДМСО (200 мг / мл) готовили в 96-луночном микротитровании, чтобы получить конечный диапазон тестовых концентраций от 5000 до 9,8 мкг / мл. Бактериальный инокулят готовили из 24-часовой культуры на триптическом соевом агаре при 37 ° C.Посевной материал разбавляли триптическим соевым бульоном с получением конечного посевного материала с оптической плотностью 1,0 × 10 ⁶ КОЕ / мл. В лунки для микроразбавления, которые содержали 5 мкл серийно разведенных экстрактов, засевали 195 мкл полученной бактериальной суспензии. Тетрациклин и ДМСО использовали в качестве положительного и отрицательного контролей соответственно. Засеянные планшеты инкубировали при 37 ° C в течение 18 ч. Определения проводили в трех экземплярах. Ингибирование роста определяли путем измерения OD при 600 нм.Конечная точка МИК была определена как самая низкая концентрация с 90% ингибированием роста.

4,13. Жидкостная хроматография сверхвысокого давления, масс-спектрометрия (ЖХВД) и МС / МС анализ биоактивной фракции ГПХ

МС и МС / МС высокого разрешения — эксперимент с УФ-пиком ВЭЖХ (λ _макс. 254 нм) биоактивного ГПХ (см. Раздел 2.4) фракции были получены с использованием Shimadzu LCMS-IT-TOF, оборудованного системой ВЭЖХ Prominence (автоматический пробоотборник SIL-20A HT, насосная система LC-20AD, детектор с диодной матрицей SDP-M20A) с обращенно-фазовой колонкой (колонка Phenomenex Luna C ₈ , 5 мкм, 150 × 2 мм) и градиент MeOH в H ₂ O, содержащий 0.01% муравьиная кислота в качестве элюента (0–100% за 30 мин) при скорости потока 0,5 мл / мин. Загрузка образца составляла 20 мкл с концентрацией 2,5 мг / мл (50:50 MeOH: H ₂ O). При проведении МС-анализа использовались следующие условия: температура блока — 300 ° С, температура ДЛ — 250 ° С, расход распыляющего газа — 1,5 л / мин, расход осушающего газа — 15,0 л / мин, диапазон масс — 110–900 а.е.м. положительный и отрицательный режим), время события — 100 мс, время накопления ионов — 30 мс.

Эксперимент MS / MS проводился при 50% энергии столкновения.Идентифицированное антибактериальное соединение было установлено в качестве иона-предшественника, и были зарегистрированы фрагменты с диапазоном масс m / z 50–900 в положительном режиме. Идентичность метаболитов была получена после сравнения с такими базами данных, как METLIN ^TM , AntiBase, PubChem и ChemSpider. Для подтверждения также была произведена фрагментация интересующего метаболита.

4.14. Обработка данных и статистический анализ

Антибактериальная и антиоксидантная активности выражали как среднее значение ± стандартная ошибка.Для определения значимости средних значений антибактериальной и антиоксидантной активности был проведен парный t-тестовый анализ. Тепловая карта, показывающая антибактериальную активность, антиоксидантную активность, содержание флавоноидов и фенольных соединений в филиппинском меде и меде манука, была построена с использованием TreeView 3.