Bombus frigidus , холодный шмель , — редкий вид шмелей, в основном встречающийся в Канаде и некоторых частях Соединенных Штатов.
Эти пчелы приспособились к холодной среде обитания, поскольку способны поддерживать внутреннюю температуру в определенном диапазоне, а также выделять тепло, чтобы поддерживать колонию в тепле. Дополнительной адаптацией к холоду является сокращение продолжительности спаривания. Кроме того, B. frigidus развила связь с Mertensia paniculata, так что цвет цветков сигнализирует пчелам, когда следует собирать нектар.
Bombus frigidus был описан в 1854 году Фредериком Смитом в Каталоге перепончатокрылых насекомых в коллекции Британского музея . [3] Некоторые виды из Аппалачей были включены в этот вид в прошлом, но не в новых источниках. Эту пчелу можно спутать с Bombus mixtus и Bombus balteatus . Пчелы в семействе Apidae состоят из медоносных пчел , шмелей и безжалых пчел . [1]
Bombus frigidus имеют желтую грудь и T1–T2. T1–T5 относится к спинному брюшку пчелы, при этом T1 находится ближе к разделу груди и брюшка. Черная полоса присутствует между крыльями (полоса может отсутствовать у некоторых самцов). T4–T5 оранжевые или желтые. [4] Волосы на лице черные у самок (могут быть черными или желтыми у самцов). Корбикулярная бахрома (пыльца около спины пчелы) бледно-оранжевая. Длина волос длинная, и самцы примерно в два раза меньше королевы. Волосы на ногах у обоих полов черные. [4]
Bombus frigidus — редкая пчела, которая встречается от Аляски до восточного побережья Канады и на юге до Колорадо. Были ошибочные сообщения о том, что пчела была замечена в Калифорнии, Огайо, Теннесси, Северной Каролине и Вирджинии. Эти арктические пчелы живут в холодных, высокоширотных или высокогорных районах. [1] Их колонии формируются либо в небольших норах, либо на земле. Несмотря на редкость, их популяция не уменьшается, как других шмелей, и они считаются «вызывающими наименьшее беспокойство » с точки зрения статуса сохранения . [1]
Как и большинство шмелей, B. frigidus имеет эусоциальную сезонную колонию, в которой королева живет в течение года. Зимой королева будет находиться в небольшой камере в земле, которую она ранее нашла или вырыла для себя, называемой гибернакулумом. Как только снег растает примерно в середине мая, королева начнет искать место для гнезда. Королевы B. frigidus, как правило, покидают свою гибернакулу раньше, чем другие арктические пчелы. Кроме того, у арктических пчел яичники развиваются быстрее, чем у пчел умеренного климата. Это позволяет арктическим пчелам быстрее создавать свои колонии, что необходимо из-за более короткого периода между зимами в арктических регионах. [5] Королевы летают низко над землей, часто останавливаясь, чтобы осмотреть потенциальное место для гнездования. Пока королева ищет, она не будет переносить пыльцу. Как только подходящее место будет найдено, она начнет собирать пыльцу, чтобы сделать комок расплода и накормить расплод. Она также начнет строить восковую чашу, называемую медовым горшком, для хранения пыльцы и нектара. Когда гнездо будет готово, она отложит яйца на расплод и высиживает их своим брюшком. Королева останется в гнезде, пока ей не понадобится больше еды или пока не вылупятся яйца. [4] Яйца вылупятся примерно через четыре дня после откладывания, но потребуется около четырех недель, чтобы первые рабочие стали взрослыми. Колония продолжит расти в течение лета, и королева продолжит производить яйца, редко покидая гнездо. Рабочие будут снабжать ее нектаром, поддерживать колонию и помогать ей производить группу мужского потомства. Вскоре после этого появятся новые королевы. Пчелы-репродукторы покинут колонию, чтобы спариваться примерно в начале сентября. После спаривания самцы умрут, а новые королевы будут получать нектар в течение короткого времени, прежде чем найти новое место спячки на зиму. [4] [6]
Bombus frigidus отличается от большинства шмелей брачным поведением длительностью времени копуляции. Этим пчелам требуется около десяти минут, чтобы совокупиться, что значительно короче, чем тридцать-восемьдесят минут у других пчел. Самец поместит запах на заметные предметы и полетит по маршруту, пока не найдет партнера. [ 1] Феромон вырабатывается парой желез в губной железе . Самец схватит грудную клетку самки, чтобы занять позицию. Затем королева отодвинет свое жало в сторону, если она захочет совокупиться с ним. После того, как сперма будет передана, самец выделит липкую смесь в самку. Когда смесь затвердеет, другие самцы не смогут совокупляться с самкой. Это увеличивает вероятность того, что гены этого конкретного самца будут переданы. [7] После того, как самец спарится, он вскоре умрет. [8]
Более крупные пчелы способны лучше сохранять тепло при низких температурах, чем более мелкие пчелы. Это связано с тем, что площадь поверхности увеличивается с меньшей скоростью, чем объем, поэтому более крупные пчелы с большим объемом способны сохранять метаболически вырабатываемое тепло. Пчелы B. frigidus являются одними из самых крупных видов шмелей, с предполагаемой сухой массой 0,257 грамма и объемом 40,3 мм 3 для маток. Рабочие пчелы имеют предполагаемую массу 0,130 грамма и объем 27,9 мм 3 . Средняя температура грудной клетки как для маток, так и для рабочих составляет 36,2 градуса по Цельсию. [9] Это позволяет им выживать при температурах и высотах, которые убили бы более мелких пчел. У большего размера есть недостаток: увеличение размера приводит к необходимости более высоких температур грудной клетки для начала полета. Другими словами, существует верхний предел того, насколько большими должны стать пчелы. Если пчела слишком большая, она не сможет достичь необходимой внутренней температуры для полета, что сделает ее уязвимой для хищников и неспособной добывать себе пищу. Поэтому она умрет и не передаст свои гены, и естественный отбор таким образом предотвратит размножение этих более крупных пчел. [9]
Bombus frigidus также, по-видимому, способны переносить тепло из грудной клетки в брюшную полость. Они могут делать это, чтобы поддерживать определенную температуру колонии. Чтобы заменить тепло, которое передается из грудной клетки в брюшную полость и излучается в колонию, пчела может дрожать, используя летательные мышцы в грудной клетке. [10]
Было замечено, что Bombus frigidus предпочитает размножаться с не-соседями по гнезду, распознавая естественные сигналы. Точные сигналы неизвестны, но это могут быть определенные способы полета, феромон или определенный звук. По сравнению с другими шмелями, B. frigidus тратит значительно меньше времени на копуляцию и имеет меньше копуляций в целом, при этом все еще достигая того же репродуктивного успеха, что и другие шмели. [11] Это экономит пчелам время и энергию и защищает их от хищников (меньше времени на копуляцию означает меньше времени на открытом воздухе, уязвимом для хищников). В редких случаях, когда спариваются две пчелы-соседки, время, как показано, очень короткое, что означает, что сперма могла не быть передана. [11]
Когда самцы и самки пчелиного вида часто сталкиваются друг с другом без экологических распознавательных сигналов, естественный отбор, скорее всего, будет благоприятствовать механизму естественных сигналов. Кроме того, сексуально активные самцы и самки часто не рассеиваются во время брачного сезона и, таким образом, сталкиваются друг с другом. Эта неспособность рассеиваться делает распознавание естественных сигналов жизненно важным для успеха генов улья. [11]
Этот шмель известен как один из по крайней мере двух видов шмелей, которые имеют механизм против инбридинга (другой вид — Bombus bifarius ). Когда плодовитые королевы и трутни из одной колонии встречаются во время периода спаривания, они, как правило, избегают друг друга. [12] У других пчел инбридинг избегается, потому что самки и самцы из одной колонии не так уж и часто сталкиваются друг с другом. В целом, инбридинг не распространен у пчел.
Bombus frigidus питаются нектаром растений своим средне-коротким языком. Для пчел в восточной половине Северной Америки нектар обычно поступает с Cirsium (чертополох), Epilobium , Geranium , Mertensia (колокольчики), Taraxacum officinale (одуванчик) и Trifolium (клевер). Для пчел в западной половине это растения Epilobium , Lupinus , Geranium , Symphoricarpos , Trifolium и Achillea . [4] Этот нектар приносят обратно в колонию, чтобы личинки могли им питаться. [6]
Bombus frigidus преимущественно паразитирует на клещах рода Pneumolaelaps, включая: longanalis , richardsi и sinahi . Клещи в основном встречаются на медовых горшках или в пыльцевых цилиндрах. Когда клещи находятся на самих пчелах, они в основном встречаются на матках и трутнях, но не на рабочих пчелах. Это можно объяснить тем фактом, что только маткам (и клещам, прикрепленным к ним) удается прожить до следующей весны. Трутни обычно проникают в гнезда своих и других видов, давая клещам возможность распространиться на другую колонию или на другую матку. [13]
На первый взгляд, связь между B. frigidus и Mertensia paniculata (колокольчики) может выглядеть так, будто пчелы просто крадут нектар, не помогая цветку опыляться, но это только половина истории. У этого конкретного цветка есть две стадии: молодые цветки розовые и производят пыльцу, а старые цветки синие и производят нектар. Когда пчела сталкивается с розовым цветком, она забирается в рот открытых цветков или открывает закрытые цветки, чтобы добраться до пыльцы. [14] Когда пчела сталкивается с синим цветком, она обходит рот и направляется прямо к венчику, содержащему нектар. У этого растения есть цветы, которые цветут последовательно. Это означает, что любое конкретное растение, скорее всего, будет иметь как розовые, так и синие цветы. Синие цветы привлекают пчел к тому растению, где пчелы получают и нектар, и пыльцу. Было обнаружено, что растения с синими и розовыми цветками в два раза чаще посещаются пчелами по сравнению с растениями только с розовыми цветками. Таким образом, обычный мутуалистический обмен пищей для опыления все еще существует; он просто существует в другом формате. [14]
Самая большая угроза, с которой сталкивается B. frigidus , — это изменение климата, поскольку эти пчелы обитают в особом климате. По мере повышения температуры пчелы могут быть перемещены дальше на север или вымереть. С повышением температуры снег не так плотно прилегает. Это приводит к более раннему таянию, а летом вода не так легкодоступна. Это приводит к высыханию среды обитания и цветению меньшего количества растений, что снижает запасы нектара для пчел. [1]
Высокогорные холодные местообитания также имеют тенденцию иметь меньше видов и, таким образом, содержат меньше разнообразия и более простые пищевые цепи. Это означает, что если B. frigidus почувствует последствия изменения климата, то другие виды, которые взаимодействуют с пчелами, также пострадают. Следовательно, общий результат будет более выраженным. [1]
Менее важные (но все же существенные) угрозы включают потерю среды обитания, использование пестицидов, заболевания от управляемых опылителей (болезни, которые передаются от выращенных человеком насекомых, таких как медоносные пчелы и муравьи на муравейниках), а также конкуренцию с пчелами, которые перемещаются на север из-за более высоких температур и потери среды обитания. [1]
Для увеличения опыления и производства низкорослой голубики в Ньюфаундленде, Канада , были импортированы неместные виды пчел. Поскольку эти пчелы не из этого региона и выращиваются на фермах, они заражены болезнями и паразитами, от которых местные пчелы не имеют защиты. [15] Это привело к сокращению всех видов Bombus в этом районе, и, к сожалению, многие местные растения полагаются на эти местные виды для опыления. С уменьшением количества естественных опылителей эти растения могут быть заменены растениями, которые предпочитают импортные пчелы. Это изменение в жизни растений может, в свою очередь, уменьшить разнообразие птиц и млекопитающих. [15]
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )