Jdi na obsah Jdi na menu

Základy biologie včel

  "Včely mohou zemřít pro lásku ke květu.

    Včely mohou zemřít pro lásku.

    Včely mohou.

    Ve skutečnosti o moci včel nic nevíme."

                                    Maxence Fermine (Včelař)

 

Jak se na světě objevily včely

pristani--foto--jan-klaudys-.jpg      Prapředkem včely byla zřejmě určitá forma létajícího hmyzu, podobného dnešním vosám. Ve výživě jeho larev převažovala potrava bohatá na živočišné bílkoviny a k vývojovému zlomu došlo teprve s možností získávat v hojné míře bílkoviny obsažené v pylu. Včely tedy pravděpodobně vznikly před 80 milióny lety v koevoluci s entomofilními rostlinami. Přechod na jiný způsob života si vyžádal přizpůsobení některých orgánů novým činnostem (sběrací košíčky, medná a vosková žláza). Tak se včely staly součástí důležitých přírodních mechanismů a dodnes plní nezastupitelnou úlohu při rozmnožování mnoha druhů rostlin (více v rubrice Význam včely).

Včelstvo jako společenství

vcelstvo--foto--ales-konecny-.jpg      Včelstvo tvoří tři druhy jedinců, rozdělených do jedné samčí a dvou samičích kast. Jsou to dělnice (neplodné samičky), matka (plodná samička), trubci (samečci) a jejich prenatální vývojová stadia. Každý z nich je existenciálně závislý na společenství, jehož současné struktuře předcházel dlouhý fylogenetický vývoj trvající milióny let.

     Pro včelí společenství je charakteristická dělba práce. Dělnice vykonávají veškeré pracovní činnosti spojené s péčí o plod, stavbou díla a přínosem zásob. Matka je jediný člen společenství se schopností zajistit potomstvo a trubci mají za úkol šířit geny vlastního včelstva (výhradně geny matky – viz dále).

     V průběhu roku dochází k dynamickým změnám počtu včel v závislosti na délce fotoperiody a dalších faktorech prostředí. Na vrcholu rozvoje je ve včelstvu přítomna jedna matka (královna), 300-800 trubců a 40 000 – 60 000 dělnic.  

Včelí miminka, dorost a dospělí

     Ontogenetický vývoj včely se děje tzv. nepřímým vývojem s dokonalou proměnou (holometabolií). To znamená, že zahrnuje stadium larvy     a kukly. Vajíčko se po třech dnech změní ve včelí larvu, která je vyživována včelami. Po ukončení larvárního vývoje včely buňku překryjí voskovým víčkem a larva pak během opakovaného svlékání kokonu prochází stadiem předkukly, kukly a nakonec imaga, se všemi znaky dospělého jedince. 


vajicka--foto--jan-klaudys-.jpgvceli-larvy--foto--jan-klaudys-.jpgzavickovany-plod--foto--jan-klaudys-.jpg

   

 

 

 

      Vývoj matky trvá 16 dní. Ve včelstvu ji lze snadno rozpoznat, protože je větší než dělnice. Její hlavní úlohou je kladení vajíček, kterých denně položí až 1500. 

matka--foto--jan-klaudys-.jpg

      Vývoj včely dělnice trvá 21 dní. Dospělé včely se dělí podle věku na mladušky a létavky. Mladušky se podílejí na pracích v úle, což zahrnuje vyživování a zahřívání plodu, krmení matky, stavbu a čištění voskového díla, přebírání nektaru od létavek, regulaci tepla uvnitř úlu a střežení jeho bezpečnosti před vetřelci. Létavky pak mají na starosti všechny „venkovní práce“, jako je přínos nektaru, pylu a vody.             

vcely-delnice-na-cesne--foto--jan-klaudys-.jpg

     Vývoj trubců trvá 24 dní a jejich hlavní úlohou je šíření genů vřelstva během páření.

trubci--foto--jan-klaudys-.jpg

 

 

Otec je vždy nejistý

     Všechny včely jsou sice po matce sestry, ale vzhledem k tomu, že se matka páří s více trubci, tak pouze ty včely, které jsou potomky jednoho trubce, nazýváme supersestrami (vlastními sestrami). Včely, dcery jedné matky, ale různých otců jsou polosestry. Od každého otce tedy vzniká jedna skupina včel (podrodina), kterých je ve včelstvu kolem deseti. Počet jedinců jednépodrodiny.jpg podrodiny bývá v poměru k ostatním nevyrovnaný a po dobu trvání společenství proměnlivý (vždy je jedna podrodina v převaze). Výhodou těchto složitých příbuzenských vazeb je skutečnost, že se v jednom včelstvu současně vyskytuje několik skupin včel, z nichž každá může být lépe geneticky vybavena pro jiný druh činnosti. Přes tyto rozdíly mezi „nevlastními“ sestrami zřejmě nedochází k prosazování zájmů jednotlivých skupin, ale naopak k těsné spolupráci. Proto je včelstvo označováno jako superorganismus. V poslední době se ovšem objevují vědecké teorie se zcela odlišnou interpretací některých projevů chování eusociálního hmyzu. Podle nich jednotlivé skupiny včel sice pracují ve prospěch celku, ale pouze proto, že jsou na něm existenciálně závislé a zároveň jim tak zůstává "naděje", že se nové "královny" narodí právě z jejich genetické linie (zvláště, když se tomu trochu pomůže).

 

Jak vládne královna

oznacena-matka--foto--jan-klaudys-.jpg     Život společenství je organizován prostřednictvím různých druhů pachů, které se vtiskují do paměti včel hned od jejich vylíhnutí. Jsou to jednak specifické vůně prostředí úlu a také zvláštní chemické látky (feromony), vylučované matkou, dělnicemi, trubci i včelím plodem. Mají význam pro dělbu práce, signalizují změny probíhajících uvnitř společenství                   a informují o příslušnosti jednotlivých včel k jejich rodinám (včelstvu).

     Feromon matky (královny) se nazývá „mateří látka“. Je důležitý pro soudržnost včelstva, blokuje zakládání matečníků, působí jako inhibitor rozvoje vaječníků dělnic a má vliv na tvorbu mateří suity. S přibývajícím věkem matky množství produkce této látky klesá, což ve včelstvu zpravidla vyvolá potřebu její výměny.

 

Jak se rodí včelí "princezny"

     O tom, zda nastane ve včelstvu potřeba výchovy nové matky, rozhodují různé okolnosti. Dochází k tomu v případech, kdy se chce včelstvo množit, nebo nahradit ztracenou, či nevyhovující matku.

     Včelí matka se může vylíhnout prakticky z každého oplozeného vajíčka. O tom, zda se z vajíčka vylíhne matka, nebo dělnice, rozhoduje pouze množství výživy a velikost prostoru pro inkubaci. Dalším významným faktorem, rozhodujícím o výběru vajíčka dělnicemi, je zřejmě jeho genetický původ (tzv. "královská linie").

     Budoucí matka se líhne v tzv. matečníku, což je velká podlouhlá buňka, v níž je larva vyživována mateří kašičkou. Matečníky rozeznáváme rojové, nouzové, nebo z tiché výměny. Tento výčet lze ještě doplnit o matečníky z umělého chovu, který je nezbytnou součástí racionálního včelaření.

 

rojovy-matecnik--foto--jan-klaudys-.jpg

nouzovy-matecnik--foto--jan-klaudys-.jpgumely-matecnik--foto--jan-klaudys-.jpgprelarveni--foto--jan-klaudys-.jpgprelarveni-ii--foto--jan-klaudys-.jpgserie-ii--foto--jan-klaudys-.jpgvybehly-matecnik--foto--jan-klaudys-.jpgvybehly-umely-matecnik--foto--jan-klaudys-.jpgplemenac-ii--foto--jan-klaudys-.jpgplemenac-iii--foto--jan-klaudys-.jpgplemenac--foto--jan-klaudys-.jpg

znaceni-matky-pomoci-znacek--foto--jan-klaudys-.jpgoznacena-matka--foto--jan-klaudys-.jpgoplodnacek--foto--jan-klaudys-.jpglarvicka-na-dne-misky--foto--jan-klaudys-.jpg 


znaceni-matky-pomoci-barvy--foto--jan-klaudys-.jpg

 

 



 

 

 

 Rozmnožování včel

     Reprodukce včel se přirozeně děje rojením. V roji vyletí část včel    i s matkou a vzniká tak nové společenství. V původním včelstvu se vylíhne náhradní matka, která je dcerou předešlé matky a některého z otců trubců. Ta se páří s dalšími trubci a z jejich potomstva tak vzniká nové „originální“ včelstvo. Rojení má tedy rysy jak pohlavního, tak nepohlavního rozmnožování. Po prvním roji může následovat ještě druhý roj s neoplozenou matkou, tzv. poroj. Uměle lze nové včelstvo vytvořit oddělkem, nebo smetencem.  

oddelek--foto--jan-klaudys-.jpg

 

 Páření ve vzduchu

     Neoplozená matka je schopna klást vajíčka, ze kterých se líhnou pouze trubci. Aby však mohla plnit funkci „plnohodnotných rodičů“, musí být oplodněna. Po dosažení pohlavní dospělosti odlétá na tzv. snubní prolet, aby vyhledala říjné samečky. Ti se zdržují na trubčím shromaždišti, což je určitý prostor ve vzduchu, které trubci i matky každoročně vyhledávají. Páření probíhá za letu postupně s několika trubci (polyandrie), čímž se snižuje riziko předávání příbuzných genů. Po oplodnění se trubec oddělí od matky a umírá v důsledku soustředění většiny hemolymfy do pohlavního orgánu. Po oplodnění se matka vrací do úlu, a pokud nejsou její vejcovody dostatečně zaplněny, snubní prolet se opakuje. Než začne klást, musí se spermie přemístit do žihadlové komory. To se děje za účasti včel, které matce pomáhají masáží zadečku. I z toho lze odvodit význam společenství pro život     a funkci každého jedince.

     Oplodnění matek lze provádět i umělou cestou za použití inseminačního přístroje. Výhoda oproti volnému páření spočívá v možnosti kontrolovaného páření. Tato metoda má v Čechách bohatou tradici.

 

Trubci to nemají lehké ………………….

 stavebni-ramek--foto--jan-klaudys-.jpg     Někteří včelaři považují trubce za nepotřebné „darmožrouty“ a záměrně omezují jejich počet. Jejich přítomnost ve včelstvu je ovšem výsledkem dlouhého vývoje a tudíž zcela přirozená. Trubci neplní jen funkci reprodukční, ale podílejí se např. na zahřívání plodu v ranních hodinách, kdy včely vyletují pro vodu. Chov trubců nalézá také uplatnění v zootechnické praxi (kvalita reprodukce, omezení rojivosti) a může mít význam pro zlepšování zdravotního stavu včelstev (biologická past). Jelikož se do včelstev vkládají mezistěny, umožňující pouze stavbu dělničích buněk, je třeba včelám umožnit i stavbu trubčího díla vkládáním tzv. stavebních rámků. U divoce žijících včelstev si počet trubců regulují samy včely-dělnice. 

     V podletí, kdy počet včel klesá, jsou trubci vytlačeni na okraje plástů a po zeslábnutí vyhnáni z úlu. To se stává i v případech, že hrozí jakékoli strádání (např. při delším ochlazení). V těchto obdobích jsou také nedostatečně vyživovány trubčí larvy, což se u dospělců projevuje neplodností. V případě nouze mohou trubčí larvy dokonce sloužit jako zdroj bílkovin pro larvy dělničího plodu.

...............a navíc nemají tatínka.

     Trubci jsou nejčastěji potomky oplozené matky, ale mohou se líhnout i z vajíček trubcokladné matky, která nebyla buďto oplodněna, nebo již nemá k dispozici spermie pro oplození vajíček. Také po delší absenci matky ve včelstvu se mohou rozklást včely dělnice, z jejichž vajíček se líhnou opět jen trubci. Teoreticky je sice možné, že by se trubec mohl vylíhnout i z oplozeného vajíčka (diploidní trubci), ale jejich larvy jsou včelami včas rozpoznány a následně odstraněny. Dochází k tomu zřejmě proto, aby tito trubci nemohli šířit geny některé z podrodin.

Důležitá je skutečnost, že přirozeně se trubci líhnou pouze z neoplozených vajíček (partenogenetický vývoj)!

     Představme si, že v každé buňce našeho těla je jádro obsahující několik šroubovic DNA (kyseliny deoxyribonukleové), zabudovaných do struktury tzv. chromozomů, které jsou nositeli genetických informací. U člověka jsou v tělních (somatických) buňkách chromozomy uspořádány ve dvojicích. Při tvorbě pohlavních buněk (gamet) jsou tyto dvojice redukovány - obsahují jen poloviční (haploidní) počet chromozomů. Po splynutí samčích a samičíchgenotyp.jpg gamet má nový jedinec v tělních buňkách opět párové chromozomy. Podobně i u včelích dělnic    a matek je v tělních buňkách plný počet chromozomů uspořádaných v párech a pohlavní buňky matky (vajíčka) obsahují pouze poloviční počet chromozomů, uspořádaných nepárově               a nesoucích genetické informace obou rodičů. U trubců ovšem toto pravidlo neplatí. Jelikož se na jejich vzniku nepodílí žádný otec, mají v tělních buňkách jen polovinu chromozomů s genetickou informací matky (respektive jejích rodičů). Pro tvorbu jejich gamet jsou tedy     k dispozici výhradně geny matky a jen tyto se mohou dále šířit. Trubci při páření předávají v podstatě „kopii“ genů vlastní matky.

 

Mají včely recept na dlouhověkost?

     Délka života každé včelí kasty se různí a u dělnic navíc kolísá v závislosti na fázích ročního cyklu.

     Matka se může přirozeně dožít až čtyř let, ale v běžné včelařské praxi se provádí výměny dvouletých matek za matky nultého roku. Trubci se dožívají přibližně šesti týdnů a v zimním období se ve včelstvu vůbec nevyskytují. Dělnice se dělí na krátkověké                   a dlouhověké. Krátkověké včely se dožívají také zhruba šesti týdnů      a dlouhověké i několika měsíců. V poslední dekádě července dochází k nahrazování generace krátkověkých včel dlouhověkými, které přečkávají zimu až do dubna následujícího roku. Pokud včela cítí, že se blíží konec jejího života, vylétne a umírá mimo úl.   

     O příčinách rozdílů v délce života včel existuje více hypotéz. Je pravděpodobné, že se včela během sezóny prakticky „upracuje k smrti“ v důsledku vyčerpání organismu. Svou roli zde hraje i protein vitellogenin, který včelám zajišťuje dlouhověkost. Ve fázi, kdy se z úlové včely stává létavka, předává tuto látku mladším včelám, aby tak nedocházelo k jejím ztrátám se včelami, které uhynou při riskantní práci mimo úl (náhlé ochlazení, prudký déšť, pesticidy).

 

Co dělají včely v zimě

     Včely zimují v počtu několika tisíců jedinců, čímž se odlišují od některých svých příbuzných, u nichž přečkává zimu pouze matka (čmeláci, samotářské včely, vosy), nebo zůstávají během diapauzy ve strnulém stavu (mravenci). Při poklesu venkovních teplot pod 10°C včely vytvoří zimní chomáč, který jim zajišťuje přežití během chladných zimních měsíců. Jelikož v tuto dobu je rozloha plodu ve včelstvu minimální, nemusí už včely vyhřívat celý prostor úlu, ale pouze prostředí chomáče. To má rovněž vliv na nízkou spotřebu zásob během zimy. Teplota uvnitř chomáče se pohybuje kolem 25°C, ačkoli venkovní teplota může být hluboce pod bodem mrazu. Tepelnou energii včely vyrábějí zrychleným kmitáním hrudních svalů a teplotu uvnitř chomáče regulují změnami jeho rozlohy. Matka zůstává uprostřed chomáče a ostatní včely se střídavě přemisťují z vnitřku na okraj a obráceně. (Existuje i teorie, která toto střídání včel popírá). Celý chomáč se v průběhu zimy posouvá za zásobami směrem vzhůru po plástu. Pokud již nemůže pokračovat nahoru, odbočí do strany. Zajímavý je poznatek, že spotřeba zásob včelami je za tuhých mrazů nižší, než při střídání teplot kolem nuly. Z toho vyplývá závěr, že včely jsou dobře evolučně vybaveny na přežití zimního období.  

 

Včelí žihadlo

     Žihadlový aparát mají pouze včely dělnice a matka. Jed vzniká v jedové žláze a jeho přebytky se ukládají do jedového váčku. Žihadlo se nachází na zadní části zadečku a na jeho konci jsou dvě štětinky s vratizoubky. Ty po vbodnutí do měkkého podkladu (např. kůže savců) brání zpětnému vytažení žihadla. Následně se oddělí žihadlový aparát    i s poslední nervovou uzlinou, která ještě asi minutu ovládá vstřikování jedu. V takových případech včela zpravidla uhyne. Při bodnutí do tvrdého podkladu (např. chitinový pokryv těla některých bezobratlých) může včela žihadlo vytáhnout. Žihadlo matky plní převážně funkci kladélka. Při vyjímečném bodnutí jej může vytáhnout, protože má méně vratizoubků než žihadlo dělnic.

     Včelí bodnutí je bolestivé a často způsobuje otok. U alergiků se může projevovat svěděním celého těla, pocitem horka, kýcháním, křečemi v břiše, či mdlobami. Dochází k tomu v důsledku nepřiměřené obranné reakce organismu.  

     Jedním z cílů šlechtitelů včel je rozchovávání takových linií, jejichž potomstvo se mimo jiné vyznačuje dobrým sezením na plástu            a mírností.

 

VČELÍ PRODUKTY

     Včely poskytují člověku šest produktů, z nichž tři získávají sběrem v přírodě a dalším zpracováním (med, pyl, propolis) a další tři tvoří svými žlázami (mateří kašička, vosk, jed). Tento výčet lze ještě doplnit o trubčí plod, jehož využití       u nás zatím nemá tradici. Prospěšnost vody předkládané včelám k „ozaření“ nebyla nikterak prokázána.

 

Med

 

     Med je produkt vytvořený včelami z rostlinných asimilátů (nektaru, medovice). Včelami je využíván jako zdroj energie a ochrana před bakteriálními nákazami. Člověku slouží jako doplněk stravy, nebo surovina pro další zpracování.

 

Pyl

 

     Pyl je produkt získávaný včelami sběrem pylových zrn v době květu rostlin. Význam má zejména jako zdroj výživy včelího plodu v době růstu. Larvám je předáván včelami - kojičkami ve formě mateří kašičky. Pro člověka je vhodný jako potravinový doplněk.

 

Propolis

 

     Propolis je směs biologicky aktivních látek produkovaných rostlinami (vosky, pryskyřice)   a dále zpracovávaných včelami. Pro své antibakteriální a fungicidní účinky jej včely využívají jako desinfekci vnitřku úlu. Své uplatnění našel i v lidovém léčitelství.

 

Mateří kašička

 

     Mateří kašička je produkt hltanových žláz včel. Slouží jako výživa matky a včelího plodu (larev dělnic, trubců a matek). V lidovém léčitelství je jí přisuzován omlazující účinek a celkově pozitivní vliv na organizmus.

Vosk

     Vosk je produkt voskotvorných žláz včel a materiál pro stavbu včelího díla. Do voskových plástů včely ukládají zásoby a odchovávají v nich plod. Dnes se uplatňuje zejména ve farmacii, kosmetice            a potravinářském průmyslu. Ve včelařství se používá na výrobu mezistěn.

 

Jed

 

     Jed je produkt jedových žláz včel a účinná látka v boji proti vetřelcům. Využívá se v lidovém léčitelství i v oficiální medicíně.

         

 Taxonomie včely medonosné

 

cmelak-rolni-polni--megabombus-pascuorum-agrorum--foto--jiri-subrt.jpg     Odhaduje se, že na světě žije až 10 miliónů druhů živočichů. Se svými 925 000 známými druhy je nejpočetnější třídou hmyz. Včel je na světě přibližně 30 000 druhů a z nich pouze 9 druhů žije ve společenstvích. V České Republice žije 350 druhů včel. Čeleď „včelovití“ zahrnuje nejen naši včelu medonosnou, Mravenci - další blízký příbuzný včel (Lasius niger)ale i čmeláky, pačmeláky a tropické včely. Všechny včely patřící do rodu „včela“ se vyznačují schopností stavět svislé dílo z vosku produkcí vlastních žláz. Druhy rodu „včela“ se řadí do tří podrodů: Apis (staví několik svislých plástů v temném prostředí uvnitř dutin), Megapis (staví jeden velký plást volně v prostoru na světle) a Micrapis (staví jeden malý plást volně v prostoru na světle).

lipovy-kvet--foto--jan-klaudys-.jpg      Naše včela medonosná (Apis mellifera) patří do podrodu Apis. Poprvé ji popsal Linné v roce 1758. Po třech letech si uvědomil, že včela ve skutečnosti med nenosí, ale vlastně vytváří a provedl korekci v názvu z Apis mellifera – „med nosící“ na Apis mellifica – „med tvořící“. (Používá se ovšem název Apis mellifera podle tzv. principu priority). Původním areálem rozšíření tohoto druhu byla Afrika, Arabský poloostrov a Evropa včetně Británie. Pro své vhodné vlastnosti z hlediska hospodářského využití byla sekundárně rozšířena po celém světě kromě Antarktidy. Vedle včely medonosné (Apis mellifera) rozlišujeme některé další druhy, jako například: včela východní (Apis cerana), včela obrovská (Apis dorsata), včela květná (Apis florea) a další.

     Druh včela medonosná (Apis mellifera) vytváří několik poddruhů, čili plemen. Mezi pro nás významné patří včela medonosná tmavá (Apis mellifera mellifera), která byla původně rozšířena ve střední Evropě, na Britských ostrovech a Korsice. Vyznačuje se silnou bodavostí, rozbíhavostí a pomalým jarním rozvojem, takže dobře využívá až pozdní snůšky. Tato u nás původní včela byla postupně nahrazena včelou medonosnou kraňskou (Apis mellifera carnica) s původním přirozeným areálem výskytu v karpatském kotli jihovýchodně od Alp. Později byla záměrně rozšířena po celé střední Evropě. Zásluhu na tom má zejména její mírnost, dobré sezení na plástech, středně rychlý jarní rozvoj a dobré využití nektarové            i medovicové snůšky. Na naše území se poprvé dostala v roce 1866 zásluhou včelaře Libora Morbitzera. Od druhé poloviny minulého století je běžnou včelou na našich včelnicích. Za zmínku stojí také včela medonosná vlašská (Apis mellifera ligustica)původem z jižní Evropy. Dnes je rozšířena především v Severní Americe (v Evropě je její chov zakázán). Vyznačuje se prudkým jarním rozvojem a mírností.

     Včely jednotlivých plemen se mezi sebou mohou snadno křížit       a naprosto „čistokrevná“ včelstva téměř neexistují. V rámci každého plemene rozlišujeme ještě tzv. kmeny, které se od sebe neliší zjevnými morfologickými znaky, ale spíše svými vlastnostmi. Název se odvíjí od lokality výskytu daného kmene, nebo chovu, či chovatele. Někdy se ještě hovoří o tzv. linii, čili řadě přímých potomků, jakožto výsledku chovatelovy selekční šlechtitelské práce. Mezi jednotlivými kmeny a liniemi nemusí být již příliš zřetelné rozdíly. Je to způsobeno polyandrií matek při volném páření, určitou hustotou zavčelení dané oblasti, nebo nahodilými rozdíly ve fyziologické vyspělosti matek.     

 

Taxonomické zařazení

ŘÍŠE:               živočichové (Animalia)

KMEN:            členovci (Arthropoda)

PODKMEN:    šestinozí (Hexapoda)

TŘÍDA:            hmyz (Insecta)

PODTŘÍDA:    dvoukloubní  (Dicondilia)

SKUPINA:        křídlatí (Pterygota)

INFRATŘÍDA:  novokřídlí (Neoptera)

NADŘÁD:        hmyz s proměnou dokonalou (Holometabola /Endopterygota)

ŘÁD:                blanokřídlí (Hymenoptera)

PODŘÁD:        štíhlopasí (Apocrita)

NADČELEĎ:    včely (Apoidea)

ČELEĎ:            včelovití (Apidae)

ROD:                včela (Apis)

DRUH:             včela medonosná (Apis mellifera)                 

PODDRUH:     včela medonosná kraňská (Apis mellifera carnica)