Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературьі 13
1.1. Рост и дифференцировка клеток, тканей организма 13 по периодам онтогенеза
1.1.1. Морфогенетические преобразования на различных этапах онтогенеза позвоночных и насекомых 13
1.1.2. Эндокринные и клеточные механизмы регуляции метаморфоза насекомых 22
1.2. Физиологические показатели организма пчелы медоносной на разных этапах онтогенеза
1.2.1. Сравнительный анализ показателей метаболизма рабочих пчел и трутней 27
1.2.2. Характеристика гемолимфы пчелы медоносной и физиологическая регуляция смены видов деятельности у рабочих пчел32
1.2.3. Физиология пищеварения и энергетический обмен 36
пчелы медоносной
1.3. Формирование мышечных волокон разных 42
типов в онтогенезе
1.3.1. Закладка мышечных тканей в эмбриогенезе позвоночных и 42 насекомых
1.3.2. Процессинг и взаимодействие актина и миозина 49
1.3.3. Особенности постэмбрионального миогенеза насекомых 1.4 Влияние углеводных и белковых заменителей кормов на 58
рост семьи и морфофункциональные показатели рабочих
пчел
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследований 68
ГЛАВА 3. Результаты исследований 78
3.1. Влияние биостимуляторов на продолжительность жизни рабочих пчел (садковые опыты) 78
3.2. Воспроизводительные показатели и функциональная 80
активность семей пчел
3.2.1. Динамика выращивания расплода 80
3.2.2. Динамика массы однодневных рабочих пчел и трутней 83
3.2.3. Яйценоскость маток в семьях пчел 88
3.2.4. Летная активность пчелиных семей 88
3.3. Влияние биостимуляторов на морфофункцианальные 91
показатели организма медоносных пчел в онтогенезе
3.3.1. Влияние препаратов оксиметилурацил, микровитам, пробиотика апиник, на белковый, углеводный, липидный обмен пчел в онтогенезе 91
3.3.1.1. Динамика изменения содержания азота 91
3.3.1.2. Динамика изменения содержания жира 98
3.3.1.3. Динамика изменения содержания гликогена 104
3.3.2. Влияние препаратов оксиметилурацил, микровитам, 111
пробиотика апиник, на физиологические показатели
организма пчел в онтогенезе
3.3.2.1. Динамика состояния жирового тела пчел 111
3.3.2.2. Динамика состояния глоточных желез 118
3.3.2.3. Динамика изменения сухой массы 124
3.3.2.4. Динамика каталазной активности
3.3.2.5. Динамика изменения концентрации гемоцитов , .136
в гемолимфе
3.3.3. Влияние препаратов оксиметилурацил, микровитам, 142
апиник, на биохимические показатели организма трутней
3.3.3.1. Изменение сухой массы трутней 143
3.3.3.2. Динамика содержания азота в организме трутней 147
3.3.3.3. Изменение содержания жира в организме трутней 149
3.3.3.4. Биохимический статус и физиологическое состояние трутневого расплода 152
3.3.3.5. Аминокислотный состав трутневого расплода 154
3.4. Морфофункцианальные показатели летательной мускулатуры медоносных пчел в онтогенезе162
3.4.1. Формирование структурных компонентов и динамика 162
морфофункциональных показателей мышечных волокон летательной мышцы медоносных пчел в онтогенезе
3.4.2. Стереометрические показатели летательной мускулатуры медоносных пчел
3.4.3. Гистохимические показатели летательной мускулатуры медоносных пчел
3.4.3.1. Динамика изменения активности АТФ-аз митохондрий и миозина в различные возрастные периоды
3.4.3.2. Динамика изменения активности сукцинатдегидрогеназы 186
3.5. Влияние стимулирующих подкормок на функциональную активность и биохимические показатели летательной мускулатуры пчел в онтогенезе
3.5.1. Влияние био стимулятор ов на гистохимические показатели 18 9
летательной мускулатуры пчел
3.5.1.1. Динамика активности АТФ-азы митохондрий 189
3.5.1.2. Динамика активности АТФ-азы миозина
3.5.1.3. Динамика активности сукцинатдегидрогеназы 194
3.5.2. Аминокислотный состав летательной мускулатуры пчел 196
3.6. Влияние биостимуляторов на экстерьерные показатели 201
медоносных пчел
Обсуждение результатов исследований 206
Выводы и практические предложения 232
Библиографический список 2
- Рост и дифференцировка клеток, тканей организма 13 по периодам онтогенеза
- Физиологические показатели организма пчелы медоносной на разных этапах онтогенеза
- Влияние биостимуляторов на продолжительность жизни рабочих пчел (садковые опыты)
- Влияние препаратов оксиметилурацил, микровитам, пробиотика апиник, на белковый, углеводный, липидный обмен пчел в онтогенезе
Введение к работе
Актуальность темы. Онтогенез насекомых – одно из наиболее сложных и в то же время малоизученных явлений в современной биологии развития. Особый интерес исследователей вызывает индивидуальное развитие пчелы медоносной, в семьях которой особи, обладая одинаковым геномом, не только затрачивают различное время на эмбриональное развитие, но и обладают запрограммировано различной продолжительностью жизни.
Существует общий план развития функциональной активности систем организма в онтогенезе: рост количественных показателей с последующей стабилизацией либо снижением до дефинитивного уровня. Этот план генетически детерминирован, но его реализация осуществляется под контролем целого ряда биотических и абиотических факторов среды. Одним из наиболее значимых негативных факторов, вносящих свои коррективы в процессы развития пчелы медоносной, является варроатозная инвазия. Питаясь гемолимфой, varroa destructor наносит ощутимый урон организму пчел, снижая уровень белка почти на 20% (Смирнов А.М., 1988) и резко сокращая продолжительности жизни пчел. Большой вред паразит наносит расплоду пчел, т.к. на этой стадии процессы роста и развития идут наиболее интенсивно, а во время метаморфоза происходит закладка и формирование органов и тканей имаго. В этот период особое значение имеет интенсивное и сбалансированное питание. Паразитирование же клеща на пчелах отрицательно сказывается на их физиологическом состоянии, а следовательно, и на качестве и количестве вырабатываемого корма. Достаточно много исследований в нашей стране и за рубежом посвящено проблемам оздоровления пасек от варроатоза (Смирнов А.М., 1977; Таций В.М., 1982; Мельник В.Н., 1983; Гробов О.Ф., 1987; Шатрова Т.С., 1990 др.). В то же время мало внимания уделяется проблемам онтогенеза пчел в норме и в условиях варроатозной инвазии и поиску методов коррекции отрицательного влияния этого фактора на становление и функционирование основных систем организма.
Одним из первостепенных факторов, влияющих на рост и развитие организма пчел, является полноценное кормление (Таранов Г.Ф., 1986; 1987; Лебедев В.И., 1993; Билаш Г.Д., с соавт., 1999, 2003). Содержание в кормах тех или иных жизненно важных компонентов ниже физиологических потребностей организма оказывает негативное влияние на обмен веществ в тканях и органах и замедляет процессы терминальной дифференцировки, особенно в условиях варроатозной инвазии. Прежде всего, это касается белкового компонента корма. Аминокислоты, поступающие в организм при распаде белков, являются необходимым фондом для биосинтеза собственных белков, гормонов, коферментов, витаминов и других соединений. Известно, что белковое голодание замедляет процессы роста, снижает физиологическую реактивность на разных этапах онтогенеза, не позволяет растущему организму в полной мере реализовать генетическую программу развития. В настоящее время все более пристальное внимание физиологов привлекают к себе вопросы функциональной дифференциации медоносных пчел. Исследования в этой области имеют колоссальное значение, как для теории пчеловодства, так и для практического пчеловождения. Рабочие особи медоносной пчелы имеют одинаковое строение тела, но общественный образ жизни выработал у них разделение функций и сложные акты поведения и взаимоотношений в семье – полиэтизм (Лебедева В.П., Лебедев В.И., 2000). Тесные отношения обитательниц улья обусловлены многосторонними закономерными нервно-физиологическими и гуморальными реакциями, позволяющими четко дифференцировать выполнение необходимых работ. Однако взгляды различных ученых о приоритетных факторах, влияющих на характер деятельности отдельных пчел в онтогенезе имагинальной фазы имеют противоречивый характер (Г.А.Реш, 1925; Л.И.Перепелова, 1928, 1955; К.Р.Риббандс, 1952; К.П.Истомина-Цветкова, 1963; С.Ф.Сакагами, 1963, С.Д.Миченер, 1974).
Одним из факторов, оказывающих несомненное влияние на характер деятельности рабочих пчел, является степень зрелости летательной мускулатуры, обеспечивающей чрезвычайно активную летную деятельность пчел-сборщиц. В современной литературе накоплен достаточный материал о структурных и физиологических особенностях мышц насекомых (Pringle, 1957; Smith, 1983; Мандельштам, 1983; Свидерский, 1987; J.Fernandes, 1991; Reedy, 1993). Однако практически нет данных об исследовании ультраструктуры летательной мускулатуры пчелы медоносной, особенно о формировании механизма сокращения, становлении и развитии контрактильного и энергетического компонентов мышц в постэмбриональном онтогенезе. Недостаточны сведения и о гистохимической реактивности организма пчел на разных стадиях постэмбрионального онтогенеза. Знание закономерностей изменения соотношения структурных компонентов изолированного мышечного волокна в период выхода из ячейки, при смене функций рабочих пчел, связанных с внутриульевыми работами и летной деятельностью, является важным в связи с возможностью их коррекции при отклонении от физиологической нормы биологически активными препаратами. Поэтому системный подход к изучению процессов роста через биохимический, физиологический статус структурно-функциональных единиц мышечных волокон приобретает не только теоретическое, но и прикладное значение.
До настоящего времени не исследована возможность повышения летной активности пчел в естественных условиях и в защищенном грунте применением стимулирующих препаратов нового поколения. В условиях неблагоприятного микроклимата теплиц продолжительность жизни рабочих пчел сокращается в среднем до 21 дня, пчелиные семьи слабеют, а в отдельных случаях погибают (Еремия Н.Г., 1982; Зарецкий Н.Н,, 1990; Король В.Г., 2003; Циколенко С.П., 2005). Использование корригирующих подкормок в защищенном грунте способствует уменьшению этих негативных явлений.
Изучение вопросов оптимизации обменных процессов в организме пчел, находящихся в естественных условиях и защищенном грунте; исследование факторов, регулирующих физиологический статус, становление и развитие в онтогенезе систем органов на клеточном, тканевом и органном уровнях у пчелы медоносной в норме и в условиях варроатозной инвазии составили теоретическую и практическую основу наших исследований.
Целью настоящей работы явилось изучение морфофункциональных, ультраструктурных показателей организма пчелы медоносной в онтогенезе в норме и при коррекции стимулирующими препаратами в условиях варроатозной инвазии.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
-
Установить влияние нового поколения корригирующих подкормок в садковых опытах на продолжительность жизни рабочих пчел.
-
Определить воспроизводительные показатели и функциональную активность пчел различных генераций в естественных условиях и в защищенном грунте при варроатозной инвазии и при различных методах коррекции.
-
Изучить влияние корригирующих подкормок на белковый, углеводный и липидный обмен рабочих пчел в естественных условиях и в защищенном грунте.
-
Выяснить влияние препаратов оксиметилурацил, микровитам, пробиотика апиник и их композиционных форм на интерьерные показатели организма пчел, пораженных клещом varroa destructor в онтогенезе.
-
Установить влияние препаратов оксиметилурацил, микровитам, пробиотика апиник на биохимические показатели трутней и трутневого расплода.
-
Изучить становление морфофункциональных показателей летательной мускулатуры медоносных пчел в постэмбриональном онтогенезе.
-
Изучить влияние корригирующих подкормок на гистохимические показатели и аминокислотный состав летательной мускулатуры медоносных пчел в норме и при варроатозной инвазии в постэмбриональном онтогенезе.
-
Определить возможность коррекции морфометрических экстерьерных показателей медоносных пчел при варроатозной инвазии.
Научная новизна работы состоит в том, что впервые изучены особенности становления морфофункциональных, ультраструктурных показателей организма пчелы медоносной в постэмбриональном онтогенезе в норме и при коррекции стимулирующими препаратами на фоне варроатозной инвазии.
Определены воспроизводительные показатели и функциональная активность пчел различных генераций в естественных условиях и в защищенном грунте при варроатозной инвазии и при различных методах коррекции.
Морфометрическими, гистохимическими методами впервые получены данные, характеризующие особенности роста и формирования локомоторного аппарата у рабочих пчел и трутней. В целях ускорения созревания и становления структурных компонентов локомоторного аппарата и усиления морфофизиологического, биохимического статуса организма пчел рекомендованы к использованию отечественные препараты нового поколения: оксиметилурацил, амикислотно-минерально-витаминный препарат микровитам, сыворотка гидролизованная, обогащенная лактатами, пробиотик апиник и их композиционные формы.
Теоретическая и практическая значимость работы. Исследованные морфофункциональные показатели организма пчел дополняют имеющиеся сведения о возрастной физиологии пчелы медоносной, расширяют представления о биохимическом гомеостазе в постэмбриональном онтогенезе, аминокислотном составе, белковом обмене в процессах роста организма в норме и в условиях варроатозной инвазии, в зависимости от функциональной специализации ульевых и летных рабочих пчел, о структурно-метаболических аспектах формирования и организации локомоторного аппарата, которые служат биологической основой для разработки оптимальных методов коррекции роста, развития рабочих пчел и трутней в различные периоды онтогенеза и медособирательной деятельности семей пчел.
В практическом отношении доказана эффективность применения отечественных биостимуляторов: производного пиримидинового ряда – оксиметилурацила, комплексного аминокислотно-витаминно-микроэлементного препарата «Микровитам», пробиотика «Апиник», сыворотки гидролизованной, обогащенной лактатами для коррекции процессов весеннего роста, развития и восстановления потенциальной медособирательной и опылительной деятельности семей пчел.
Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту:
1.Воспроизводительные показатели и функциональная активность пчел различных генераций в естественных условиях и в защищенном грунте в норме и при варроатозной инвазии и различных методах их коррекции.
2. Продолжительность жизни в садковых опытах, возрастные особенности белкового, углеводного и липидного обмена в организме рабочих пчел в естественных условиях и в защищенном грунте.
3. Интерьерные показатели организма пчел, пораженных клещом varroa destructor в постэмбриональном онтогенезе и при восполнении дефицита белка под влиянием стимулирующих подкормок.
4. Аминокислотный обмен трутневого расплода при коррекции стимулирующими препаратами нового поколения.
5. Показатели состояния процессов пролиферации, дифференциации и становления морфофункциональных показателей летательной мускулатуры медоносных пчел в постэмбриональном онтогенезе.
6. Гистохимические показатели и аминокислотный состав летательной мускулатуры медоносных пчел при варроатозной инвазии в постэмбриональном онтогенезе и под влиянием корригирующих подкормок.
7. Морфометрические, экстерьерные показатели медоносных пчел при варроатозной инвазии.
Апробация результатов работы. Основные положения работы доложены и обсуждены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов (1999-2006 гг.), Международных научно-практических конференциях-выставках «Интермед» (2002-2005 гг., г. Москва), научной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы гистологии, гистогенез и регенерация тканей» (2004, г. Санкт-Петербург), Всероссийской научно-практической конференции в рамках Международной специализированной выставки «АгроКомплекс-2005», Международной научно-практической конференции «Пути повышения эффективности АПК в условиях вступления России в ВТО» (2003, г. Уфа), Международной научно-практической конференции «Новые достижения в повышении продуктивности пчелосемей, профилактика и лечение болезней пчел» (2002, г.Троицк), Международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития агропромышленного комплекса регионов России» (2002, г. Уфа), Международной научно-практической конференции посвященной 90-летию со дня рождения Заслуженного деятеля науки РФ и РБ, профессора Аюпова Х.В. (Уфа, 2004).
Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 65 работ, в том числе 1 монография и 7 работ в центральной печати.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, семи глав результатов собственных исследований, обсуждения, выводов и практических предложений. Список литературы включает 550 работ, в том числе 155 иностранных. Диссертация написана на 287 страницах, иллюстрирована 55 таблицами, 59 графиками – гистограммами, электроннограммами, микрофотографиями.
Рост и дифференцировка клеток, тканей организма 13 по периодам онтогенеза
Организм многоклеточного животного можно рассматривать как клон клеток, образовавшийся из одной клетки - оплодотворенного яйца (Альберте Б., 1994). Поэтому клетки тела, как правило, генетически идентичны, но различаются по фенотипу: одни становятся мышечными клетками, другие -нейронами, третьи - клетками крови и т.д. В организме клетки разного типа размещены строго упорядоченным образом, и благодаря этому тело обладает характерной формой. Все признаки организма определяются последовательностью нуклеотидов в геномной ДНК, которая воспроизводится в каждой клетке. Все клетки получают одни и те же генетические «инструкции», но интерпретируют их с должным учетом времени и обстоятельств - так, чтобы каждая клетка выполняла свою специфическую функцию в многоклеточном сообществе (Газарян К.Г., 1983; Голиченков В.А., 2000).
Почти во всех случаях развитие многоклеточного организма начинается с одной клетки — зиготы, которая митотически делится и дает начало всем клеткам организма. Развитие выполняет две основные функции. Во-первых, в процессе развития создастся разнообразие клеток и определяется последовательность событий в пределах каждого поколения и, во-вторых, обеспечивается непрерывность жизни при переходе от одного поколения к другому. Первая функция включает процессы дифференцировки, т.е. образование в организме всех разнообразных типов клеток, морфогенеза (создание формы и структуры) и роста (увеличение размеров). Вторая основная функция развития - это размножение: последовательное воспроизведение новых особей данного вида (Гилберт С, 2000).
Новый организм возникает в результате слияния генетического материала двух гамет - спермия и яйца. Это слияние побуждает яйцо к развитию. В животном царстве существует удивительное разнообразие типов эмбриогенеза, однако большая их часть представляет собой те или иные вариации процессов дробления, гаструляции и органогенеза.
Первое деление дробления разделяет яйцо на правую и левую половины, являющиеся зеркальным отражением одна другой. По мере того как зародыш делится, в различные клетки включаются разные участки цитоплазмы. Полагают, что эти разные цитоплазматические участки содержат, контролирующие дифференциацию данной клетки морфогенетические детерминанты. Изучение детерминации клеток у оболочников показало, что у некоторых видов цитоплазма яйца сразу после его оплодотворения сегрегируется на ряд по-разному окрашенных областей. Проследив судьбу каждого бластомера асцидии Styela partita, Конклин (Conklin E.G., 1905) пришел к заключению, что каждая окрашенная область имеет свою особую судьбу. Желтый серп цитоплазмы дает начало мышечным клеткам; из серого экваториального серпа образуются хорда и нервная трубка; прозрачная анимальная цитоплазма становится эпидермисом личинки; из содержащей желток серой вегетативной области яйца возникает кишка личинки.
Результаты исследований Конклина и других авторов (Wolpert L., 1963; Nieuwkoop P.D., 1973), касающиеся судьбы потомства каждого из бла-стомеров или клеточных линий показали, что только одна пара бластомеров (задняя вегетативная) у 8-клеточного зародыша способна дать начало мышечной ткани. Когда Уиттейкер (Whittaker J.P., 1979) удалял эти две клетки и культивировал их по отдельности, они образовывали мышечную ткань, которая положительно окрашивалась на ацетилхолинэстеразу. Из остальных 6/8 зародыша возникала личинка, лишенная мышц и не обнаруживавшая сколько-нибудь явной холинэстеразной активности. Позднее эти результаты были подтверждены иммунологическими исследованиями. Антитела специфически связывались с областью желтого серпа в яйце и были способны подавить образование специфической для мышц ацетилхолинэстеразы (Nishikata Т. et al.. 1987). В настоящее время исследования продолжаются с целью идентифицировать молекулы, связывающиеся с этими антителами, и охарактеризовать их (Гилберт С, 2000).
Таким образом, первичная дифференцировка клеточного материала зародыша реализуется уже на первом этапе эмбриогенеза — дроблении, когда образующиеся в ходе быстро протекающих митотических делений ядра попадают в участки цитоплазмы, содержащие качественно различные типы иРНК и регуляторных белков (Корочкин Л.И. , 2002). Последние вместе с белками, синтезируемыми на основе латентных форм иРНК, оказывают специфическое влияние на ядерный аппарат, активируя или блокируя отдельные участки генома. При этом в одних группах бластомеров активируются одни его участки, в других — иные, благодаря чему дифференцируется клеточный материал развивающегося зародыша (Tabata Т., 2001).
Детальное изучение поведения индивидуальных генов, которые экс-прессируются на каждой стадии, позволило выявить важную информацию: большинство транскриптов генов активируется в виде 4 временных волн, которые быстро исчезают (Wang D.-Z., 2004). Короткие вспышки экспрессии гарантируют, что генные продукты, специфические для одной стадии, не перекрывают следующую стадию. Эксперименты in vitro, с использованием ингибиторов генной экспрессии, подтверждают мнение о том, что первая волна может активироваться материнскими факторами, тогда как последующие волны зависят от генов, которые экспрессируются непосредственно перед ними, ступенчато (Hamatani, Т., 2004).
Физиологические показатели организма пчелы медоносной на разных этапах онтогенеза
Для насекомых характерно чрезвычайное многообразие морфологических форм, жизненных циклов и способов поведения, которое обусловлено спецификой их развития. Тем не менее, можно выделить базовые эндокринные и клеточные процессы, которые встречаются во всех таксономических группах насекомых. Имеются в виду наследственно закрепленные особенности развития имагинальных дисков, особенно поздние стадии этих структур, когда начинаются процессы клеточной пролиферации в конце личиночной стадии (Nijhout H.F., 1994; Riddiford L.M., 1994, 1996; Gilbert et at, 1996; Truman J.W., 2002).
Жизненный цикл большинства насекомых, развивающихся с полным превращением, включает несколько последовательных личиночных стадий (личинок разного возраста), за которыми следует окукливание и последняя линька, в результате которой образуется взрослое насекомое. Как только насекомое сбросило кокон, оно больше не линяет, и его размеры остаются неизменными (Snodgrass R.E., 1956; Захваткин, Ю.А.; Росс Г., 1985).
Личинки морфологически и физиологически специализированы на потребление пищи и рост (Wake D., 1999; Truman J. W, 2002). Большинство имагинальных структур (крылья, сложные глаза, половые органы, антенны) у личинок отсутствует, хотя они возникают в процессе клеточной пролиферации, которая начинается, а часто и заканчивается в конце личиночной стадии.
Стадия личинки последнего возраста складывается из трех периодов: период активного питания, период очищения кишечника и период предку-колки. Во время периода интенсивного питания достигаются предельные параметры веса и роста насекомого (Nijhout H.F, 1994). Затем под действием видоспецифичных сигналов (как, например, достижение критических разме ров тела, как у бражника Manduca sexta), животное перестает питаться и очищает кишечник, готовясь к метаморфозу (Emlen D.J., 2003). Эти физиологические изменения часто сопровождаются изменениями в поведении личинок: Она начинает активно искать место окукливания («странствует») и (или) строит домик.
После опорожнения кишечника личинка переходит в стадию предку-колки. На этой стадии она полностью неподвижна. На многих участках тела в этот период происходит отслоение эпидермиса. На этих участках формируются слои новой кутикулы, которая располагается под старой, и насекомое в это время имеет как бы два экзоскелета. Внешне оно напоминает личинку, но уже имеет подвернутую внутрь кутикулу куколки. Эта новая мягкая кутикула остается в таком состоянии до следующей линьки, затем выворачивается и насекомое принимает форму куколки. Куколка имеет большинство имагинальных структур и многие из них уже достигли окончательных размеров (Hinton Н. Е., 1958; Таранов Г.Ф., 1968; Nijhout H.F., 1994).
Метаморфоз у насекомых регулируется двумя эффекторными гормонами, которые находятся под контролем нейросекреторных гормонов мозга -это экдизон и ювенильный гормон (Snodgrass R.E., 1956; Захваткин, Ю.А., 1975; Росс Г., 1985).
Процесс линьки инициируется в мозге, нейросекреторные клетки которого в ответ на нервный, гормональный или средовои сигналы выделяют проторакотропный гормон (ПТТГ) - пептидный гормон с молекулярной массой 40 000 дальтон,-стимулирующий образование экдизона клетками прото-ракальной железы (Gilbert L: I., 1996). Экдизон, однако, не является активным гормоном, скорее он служит прогормоном. который должен перейти в активную форму. Этот переход осуществляется благодаря гемсодержащей оксидазе в митохондриях периферических тканей, например в жировом теле, где экдизон превращается в активную форму - экдистерон (Butenandt А., 1954).
Экдизон - стероидный гормон, регулирующий последовательную цепь генных транскрипций (Cherbas Р., 1996). Клетки чувствительны к экдизону, когда у них есть рецепторы к этому гормону и различия в клеточной и тканевой чувствительности могут быть результатом различий в количестве и типе активных рецепторов (Champlin D.T., 1998; Riddiford L. М., 1999). Разные ткани и даже одна и та же ткань в разные периоды времени имеют разный порог чувствительности к экдизону (Riddiford L. М., 1999). И, следовательно, постепенное снижение и повышение титра экдизона может последовательно запускать серию тканеспецифичных физиологических процессов (Champlin D.T., 1998).
Ювенильный гормон секретируется прилежащими телами, расположенными в головном мозге насекомых (Tobe S. S., 1985; Nijhout H.F., 1994). Уровень ювенильного гормона, а также присутствие его в гемолимфе личинки во время секреции экдизона могут оказать влияние на инициацию процессов транскрипции генов - запуск генов личинки или куколки (Hiruma et al, 1999). Уровень ювенильного гормона находится под влиянием количества и качества корма, получаемого личинкой, а также ее индивидуальных особенностей (Browder М.Н.., 2001; Ти М.-Р., 2003). Следовательно, этот гормон выполняет важную роль посредника между внешними факторами и внутренними процессами, такими как генная транскрипция, клеточная пролиферации, физиологические и поведенческие особенности насекомого.
Именно взаимодействие экдизона и ювенильного гормона координирует процессы трансформации личинки в куколку (Gilbert L. I.., 1996; Truman J. W., 1995,2002).
Влияние биостимуляторов на продолжительность жизни рабочих пчел (садковые опыты)
бсолютные и относительные данные динамики гибели рабочих пчел в садковых опытов в зависимости от видов использованных подкормок представлены в таблице 1.
Результаты исследований показали, что на 2-е сутки эксперимента началась гибель пчел в 1-й и в 2-й группах, семьи которых получали в качестве подкормки только сахарный сироп или сахарный сироп с оксиметилураци-лом. В последующие сроки наблюдений количество погибших пчел в данных группах возрастает. Однако максимальная продолжительность жизни пчел в них неодинакова. В 1 -й группе половина пчел, взятых в эксперимент (49,0%), погибает на 10 сутки опыта, а 100% - на 21 сутки, тогда во 2-й отход пчел завершился на 24 сутки.
В 3-4-ой опытных группах этот процесс несколько замедлен. Отход пчел здесь начался на 5-е сутки и продолжался до 27-29 суток. Продолжительность жизни пчел в этих группах была больше, по сравнению с аналогичными данными 1-й группы соответственно на 6 и 8 суток.
Максимальный показатель продолжительности жизни рабочих пчел в садковых опытах регистрировался в 5-й группе. Здесь гибель пчел началась на 7-у сутки эксперимента, а полностью отход завершился на 33-и сутки. Продолжительность жизни пчел в этой группе превысила контроль на 12 дней.
Следовательно, подкормка пчел сахарным сиропом в комплексе с ок-симетилурацилом, апиником и микровитамом, а также использование композиционной формы микровитама с апиником, благотворно влияют на Таблица 1 Динамика гибели пчел в садковых опытах Дни Кол-во погибших пчел в группах 2 3 4 сах.сироп сах.сироп + ОМУ сах.сироп + апиник сах.сироп + микро-витам сах.сироп+микровитам+апиник Абс.шт. % Абс.шт. % Абс.шт. % Абс.шт. % Абс.шт. %
Данные изучения динамики печатного расплода в пчелиных семьях по вариантам опыта представлены в таблице 2 и на рисунке 2.
В начальный период исследований показатель количества печатного расплода в семьях пчел варьировал от 70,9 до 78,4 сотен ячеек. Различия между группами в этот период были в пределах ошибки.
В последующие сроки наблюдений количество печатного расплода, регистрируемого через каждые 12 дней, в семьях пчел контрольных и опытных групп возрастало. Более интенсивное наращивание расплода отмечалось 22 мая. Максимальный прирост показателя к этому сроку - на 164 сот. ячеек или в 3,25 раза по сравнению с первоначальным его уровнем - наблюдали в 5-й группе. Во 2-й - 4-й группах прирост составил 108,3; 127,2 и 147 сот.ячеек соответственно. В 1-й группе прирост был минимальным - на 81 сот.ячеек или в 2,08 раза. В последующие сроки до 16 июня этот показатель стабилизируется. Вновь заметное увеличение количества печатного расплода в семьях пчел происходит 28 июня. В этот период при подготовке к главному медосбору во всех семьях идет интенсивное наращивание силы. Различия между группами в показателях воспитания расплода стали более заметными. Максимальный показатель количества печатного расплода, регистрируемый в семьях пчел 5-й группы, получавших в качестве подкормки сахарный сироп с добавлением микровитама и апиника, на 28 июня был выше показателя 1 контрольной группы в 1,39 раза (Р 0,001). Во 2-й (оксиметилурацил) группе он был выше в 1,14 раза (Р 0,01), в 3-й (апиник) и 4-й (микрови-там)- соответственно в 1,24 и 1,33 раза (Р 0,05). группа П2 группа ВЗ группа П4 группа D5 группа Рисунок 2. Динамика печатного расплода в семьях пчел по вариантам опыта По отношению к первоначальному сроку эксперимента 28 июня количество печатного расплода увеличилось в 1-й контрольной группе в 2,42 раза, во 2-й группе - в 2,91 раза, в 3-й - в 3,07 раза, в 4 -й - в 3,06 раза и в 5-й группе - в 3,45 раза
Таким образом, скармливание пчелиным семьям препарата оксимети-лурацил, пробиотика апиник, комплексного аминокислотно-витаминного препарата микровитам, а также их композиционной формы способствует максимальному наращиванию силы семьей к главному медосбору.
Данные о массе однодневных пчёл по вариантам опыта и срокам исследования приведены в таблице 3 и на рисунке 3.
Полученные результаты свидетельствуют о постепенном нарастании массы однодневных рабочих пчел по срокам исследования. На первый срок наблюдений она колебалась в пределах от 99,11 до 102,5 мг. В 1 контрольной группе масса однодневных пчел 28 апреля составляла 99,9 мг, 19 мая этот показатель находился примерно на том же уровне. 9 июня масса однодневных пчел в 1-й группе возросла по сравнению с началом исследований на 4,1 мг, 30 июня - на 4,3 мг. В опытных группах также отмечена положительная динамика массы однодневных пчел, однако значения этого показателя в них выше, чем в 1-й группе. 19 мая во 2-й и 3-й группах изучаемый показатель превышал контроль соответственно на 8 и 6,7 мг (Р 0,01), в 4-й - на 10,7 мг (Р 0,05) и в 5-й - на 14,9 мг (Р 0,001). В последующие сроки наблюдений отмечается наиболее активное нарастание массы в 3-й — 5-й
Влияние препаратов оксиметилурацил, микровитам, пробиотика апиник, на белковый, углеводный, липидный обмен пчел в онтогенезе
Использование полноценных заменителей кормов в весенний период позволяет семьям быстрее восстановиться после зимовки, ускоряет смену перезимовавших пчел, способствует активному наращиванию силы семей при подготовке к главному медосбору (Стройков С.А., 1981; Чернов Н.С., 1997; Козин Р.Б., 1991; ШакировД.Т., 1992; Лебедев В.И., 1993, БилашН.Г., 2003). При выборе заменителя особое внимание необходимо обращать на соответствие химического состава рациона физиологическим потребностям организма. Питание пчел должно быть разнообразным и обеспечивать потребности в белках, жирах, углеводах, витаминах, микроэлементах.
После выхода с зимовки, в период активного наращивания силы семей особо остро чувствуется потребность пчел в белковом корме, который необходим для синтеза личиночного молочка. Основным источником белка для пчел служит пыльца. Дефицит пыльцы в условиях скудного поддерживающего медосбора отрицательно сказывается на развитии глоточных желез рабочих пчел и вынуждает их использовать для синтеза личиночного корма резервы собственного организма (Жеребкин М.,В., 1979; Билаш Н.Г., 2003; Ro-gala R, 2004).
По результатам биохимических исследований (табл.8), содержание азота в теле суточных рабочих пчел 1 контрольной группы, получавших весной сахарный сироп, составило 21,12 мг. В возрасте 7 с уток показатель Таблица 5. Динамика содержания азота в организме рабочих пчел I группа группа группа группа группа Рисунок 6. Динамика изменения концентрации азота в организме рабочих пчел 1-й генерации, мг на 10 особей увеличился в 1,15 раза (на 3,04 мг), а затем вновь наблюдалось его снижение до 19 суточного возраста. Незначительный рост уровня азота в теле рабочих пчел вновь наблюдали на 24-е сутки развития.
В опытных группах также наблюдали повышение уровня азота в организме рабочих пчел в первую неделю жизни. У пчел 2-й группы на 7 сутки опыта количество азота превысило показатель суточных пчел в 1,08 раза (на 1,93 мг). По сравнению со 1-й группой уровень азота у пчел этого возраста он был выше в 1,06 раза (на 1,57 мг) (Р 0,01). На 12 сутки от начала эксперимента его содержание снизилось, по сравнению с предыдущим сроком исследования, в 1,05 раза (на 1,44 мг), однако оставалось более высоким (на 1,85 мг), чем во 1-й группе (Р 0,05).. Достоверные различия между показателями азота у пчел 1-й и 2-й групп получены также на 19-й и 24-й дни после выхода пчел из ячейки.
В 3-й группе показатель уровня азота в организме рабочих пчел оставался более высоким по сравнению с 1-й во все сроки исследований. Так, у суточных пчел этой группы он был выше контрольных значений в 1,15 раза (на 3,23 мг). Максимальные различия наблюдали на 7-е и 12-е сутки опыта. Содержание азота в организме в этот период развития у пчел 3-й группы было выше контрольного параметра 1-й группы на 3,32 мг, и на 3,57 мг соответственно (Р 0,01). У суточных и 7-суточных пчел уровень азота достоверно превышал показатели 2-й группы (Р 0,01).
В организме рабочих пчел 4-й группы, получавших с добавками аминокислоты, процесс накопления азота был более активным, по сравнению с контрольными и предыдущими опытными группами. У суточных и 7-суточных пчел данный показатель превысил контрольный уровень 1 группы в 1,2 раза (на 4,3 и 4,8 мг), к 12, 19 и 24 суткам - в 1,23 раза (на 5,3 мг), в 1,14 раза (на 3,33 мг) ив 1,16 раза (на 3,85 мг), соответственно.
В 5 опытной группе за период опытов регистрировали самые высокие показатели концентрации азота в организме рабочих пчел. Данные, полученные в этой группе, превышали параметры контроля и остальных опыт 95 ных групп во все сроки исследований. Максимальный уровень азота в организме рабочих пчел отмечали на 7 сутки опыта. Здесь показатель превысил контрольную цифру 1-й группы в 1,2 раза (на 4,73 мг). Различия в показателях с контролем на этом же уровне оставались до конца исследований.
Как видно из полученных результатов, наиболее интенсивное накопление азота в организме рабочих пчел происходит при подкормке семей препаратом микровитам и его композиционной формой с апиником. В 4-й и 5-й группах концентрация азота в теле пчел суточного и 7-суточного возраста достоверно превышала показатели не только 1-й, но и 2-й группы (Р 0,01).
При анализе концентрации азота в организме пчел 2-й генерации максимальные значения также регистрировались у 7 суточных рабочих пчел (рис. 7). Общий уровень азота в этом поколении был несколько выше. Семьи пчел, получавшие в качестве подкормки после выхода с зимовки аминокислотный препарат в комплексе с витаминами и микроэлементами, сохраняли свои преимущества по этому показателю. Наиболее высокие данные получены у пчел 5-й группы во все возрастные периоды. Это обусловлено, вероятно, более высоким качеством корма, который они получали на личиночной стадии, т.к. сбалансированное кормление личинок оказывает влияние на все последующие стадии развития пчел.
У пчел 3-й генерации регистрировались наиболее высокие показатели уровня азота в организме, как видно из представленного графика (рис. 8). Однако различия с показателями пчел 2-й генерации были недостоверны. Пчелы 3-5 групп и в этом поколении опережали своих сверстниц по изучаемому показателю.
Таким образом, сбалансированное кормление пчел в первые дни после выхода с зимовки оказывает положительное влияние не только на тех пчел, которые непосредственно использует этот корм, но, в силу своего влияния на все физиологические показатели организма, обеспечивает выращивание более жизнеспособного расплода и дает преимущества этим семьям при подготовке к главному медосбору.
![Теоретические и клинические аспекты морфогенеза желудка на этапах онтогенеза [Электронный ресурс]](/i/i/4408/206728.png "Теоретические и клинические аспекты морфогенеза желудка на этапах онтогенеза [Электронный ресурс] Калаев Александр Александрович")
