Anatomia si fiziolagia albinei

ANATOMIA SI FIZIOLAGIA ALBINEI

1. Sistemul muscular al albinei este de tip striat, cu exceptia muschilor directi ai zborului. Fibra musculara striata are la exterior o membrana, sarcolema si in interior sarcoplasma, cu miofibrile si nuclei asezati central, pe un singur rand, comparativ cu musculatura striata a mamiferelor, cu nuclei dispusi periferic.

Foarte importanti sunt muschii aripii; acestia nu au sarcolema si structura lor este foarte fina, fibrele fiind grupate in fascicule, printre care patrund traheele respiratorii. Musculatura aripii este formata din doua tipuri de muschi:

- muschii directi ai zborului, mai bine reprezentati si mai purernici, raspunzatori de bataile verticale ale aerului;

- muschii indirecti, ce induc miscari helicoidale, determinand zborul propriu-zis.

Musculatura abdomenului are in componenta muschi dorsali, ventrali, laterali si muschii celor doua diafragme.

2. Aparatul digestiv

Aparatul digestiv al lucratoarei adulte este compus dintr-o insiruire de organe ce formeaza un tub, de la gura la anus, in care hrana este descompusa de sucurile digestive. Tubul digestiv fiind mai lung decat corpul albinei, el prezinta numeroase ondulatii. Lungimea lui este de 35 mm la luctatoare, 39 mm la matca si 47 mm la trantor.

Aparatul digestiv se compune din trei regiuni distincte:

reg. anterioara care cuprinde faringele, esofagul si gusa;

reg. mijlocie, reprezentata de proventricul si ventricul (stomac);

reg. posterioara, alcatuita din intestinul subtire, rect si orificiul anal.

Faringele este un conduct scurt ce se contracta sau dilata in timpul consumarii hranei, sau absorbtiei nectarului.

Esofagul este un tub lung si subtire care strabate toracele si face legatura intre faringe si gusa.

Gusa, un sac in forma de para, este continuarea si prelungirea esofagului, situata in partea anterioara a abdomenului. Ea este foarte extensibila. Plina pana la refuz, are o capacitate de 75 mg. In ea se aduna sucurile nectarului, lichidul dulce secretat de afide, hrana si, nu in ultimul rand, apa. Toate acestea folosesc drept hrana energizanta in timpul zborurilor la cules. La acest nivel are loc o prima etapa a procesului de transformare a nectarului in miere, sub actiunea cumulata a enzimelor din nectar si a enzimelor secretate de glandele salivare

Proventriculul este pozitionat in partea posterioara a gusii si este format dintr-o formatiune de forma unei ciuperci, care actioneaza ca un ventil regulator intre gusa si stomac. El se deschide prin intermediul a patru valve in forma de cruce, care face posibil ca hrana sa poata ajunge din gusa in stomac, nu si invers. Astfel, este protejat nectarul de impurificarea continutului stomacal, permitand totodata trecerea hranei din gusa in ventricul si separarea nectarului de granulele de polen.

In stomac (ventricul) se realizeaza digestia hranei. Are o forma cilindrica si o lungime de cca. 10 mm. Peretele stomacal prezinta numeroase cute transversale, iar celulele lui secreta sucuri digestive. La exterior, stomacul prezinta straturi de muschi care, prin contractii ritmice, determina peristaltismul specific, ce asigura omogenizarea si deplasarea treptata a hranei. Substantele nutritive secretate de celule trec prin membranele semipermeabile si ajung, prin peretele stomacal, direct in sangele albinei.

Lumenul intestinului, cate partea mijlocie, se micsoreaza, formand o valvula pilorica cu sfincter, care, prin intermediul muschilor adiacenti, permite trecerea in segmentul urmator a masei nedigerate.

Intestinul subtire este un tub scurt si subtire, ce face legatura intre stomac si rect. La acest nivel, in vecinatatea pilorului, se varsa continutul tubilor Malpighi.

Rectul este format dintr-un invelis elastic cu falduri, cu volum reglabil, ce permite colectarea in timpul iernii a unei mari cantitati de resturi nedigerate, ce poate atinge peste 55% din greutatea albinei. In partea posterioara rectul prezinta mushi inelari, care formeaza un sfincter in jurul orificiului anal, cu rol in reglarea defecatiei. In partea anterioara sunt situate sase glande rectale, care contribuie la eliminarea apei. Ele secreta catalaza, care impiedica descompunerea masei alimentare nedigerate. Enzima devine mai activa la temperatura de aprox. 5 C, si pe masura ce se realizeaza umplerea rectului. Deci, rezistenta albinelor la iernare se datoreaza, in special, activitatii catalazei.

In mod obisnuit, albinele defeca in afara stupului. Cand cantitatea excrementelor acumulate in rect este mai mare si structura acestora afecteaza tubul digestiv, defecatia are loc in interiorul stupului (diaree), simptom al maladiilor digestive.

In cursul unui an, din 70 kg hrana consumata, o familie de albine elimina in jur de 20 kg dejectii.

3. Aparatul excretor

Este reprezentat de tuburile Malpighi, 200 canale filamentoase, cu diametru de 0,1 mm, independente functional. Acestea sunt inserate in zona de unire a ventriculului cu intestinul subtire si inconjoara diferite organe interne. Extrag din hemolimfa acid uric si diferite saruri (oxalati, uree, carbonati), pe care le varsa in pilor. Rolul tuburilelor Malpighi este, deci, similar cu cel al rinichilor mamiferelor.

Stocarea rezervelor se poate realiza cu ajutorul unor celule de culoare galbuie, situate in partea posterioara a abdomenului, imprastiate sub forma unor mase neregulate de tesut moale, albicios. Ele sunt numite "corp gras" sau "celule grase". Masa de stocare este formata din proteine sub forma de albumine si glicogen, ce se pot transforma rapid in glucoza, si din grasimi. La acest nivel s-au evidentiat cristale ale sarurilor acidului uric, ce migreaza apoi in tuburile Malpighi. Din acest motiv, corpului gras i se atribuie si rol excretor.

4. Sistemul glandular al albinelor are rol in producerea cerii, realizarea comunicarii, in sistemul de aparare si in transformarea hranei.

a. Glandele cerifere

Se gasesc la albinele lucratoare, dispuse in patru perechi, la nivelul ultimilor segmente ale sternitelor abdominale, sub forma unor pete ovale, de culoare alburie, numite oglinzi cerifere. Glandele cerifere sunt alcatuite din 10.000-20.000 celule epiteliale, ce primesc oxigen prin trahei specifice. In timpul perioadei de producere a cerii, ele se dezvolta mult in inaltime si capata o structura glandulara. Prin pori fini apare ceara in forma lichida, care, iese in exterior si, in contact cu aerul, se solidifica sub forma de "solzisori" ovali, hexagonali, de culoare alb-sidefie. De acolo, micile placute vor fi desprinse prin frecare cu picioarele din spate, framantate cu mandibulele si prelucrate. Dupa incheierea perioadei de cladit, glandele ceriere degenereaza. Activitatea maxima a glandelor cerifere se inregistreaza la albinele tinere, in varsta de 13-18 zile.

Ceara se produce prin metabolizarea mierii, lucratoarele consumand aprox. 8,5 kg miere pentru a produce 1 kg ceara, adica aprox. 990.000 solzisori de ceara. Pentru a fi apte de producerea cerii, albinele lucratoare au nevoie in primele 5-6 de viata de o cantitate corespunzatoare de polen. Compozitia chimica a cerii este data de un amestec de peste 300 de compusi: 14% hidrati de carbon, 35% monoesteri, 14% diesteri, 8% hidroxipoliesteri, 12% acizi liberi.

b.Glanda Nasonov (glanda mirosului) este pozitionata intre cele doua tergite abdominale, are forma de triunghi si comunica cu un canal odorifiant. Glanda elimina un produs chimic in momentul indepartarii tergitelor, prin canalul odorifiant. In componenta chimica a feromonilor glandei Nasonov se regaseste un amestec de 7 compusi, iar rolul acestora se manifesta in procesul de orientare, cu precadere la patrunderea in stup, la recunoasterea membrilor familiilor, adunarea roiului in forma de ciorchine, la pozitionarea surselor de apa si hrana, etc. Prin miscarea aripilor, mirosul se raspandeste pana la o distanta de 100 m si persista 2-3 ore. Cantitatea de feromoni secretata creste odata cu varsta, maximul inregistrandu-se la 28 de zile.

c. Glandele hipofaringiene

Sunt glande salivare, cele mai voluminoase ale lucratoarei, sub forma a doua fire lungi de 15-20 mm, provenind din doi saculeti, rasucite de mai multe ori, aflate in partile laterale ale creierului. Pe suprafata acestora sunt inserati numerosi corpusculi cu functie secretoare.

Aceste glande se intalnesc numai la albinele lucratoare (sunt putin dezvoltate la matca si lipsesc la trantor). Glandele sunt pe deplin dezvoltate la lucratoarele de 6-12 zile, cand devin doici, producand laptisorul necesar hranirii larvelor. La albinele batrane, de peste 21 zile, glandele secreta invertaza, care inverteste zaharoza in cei 2 monozaharizi componenti, glucoza si fructoza, transformand nectarul florilor in miere.

d. Glandele mandibulare

Se deschid la baza mandibulelor printr-un conduct si sunt reprezentate de doua perechi de saci ovali, pozitionati pe partile laterale ale capului albinelor. Sunt cele mai dezvoltate la matca, bine dezvoltate la lucratoare si sunt foarte mici la trantor. Lucratoarele doici care produc hrana larvara, secreta prin aceste glande si o substanta lipidica, acidul 10-hidroxi-2-decenoic, componentul principal al hranei. Secretiile acestor glande au un important rol in dizolvarea cerii si propolisului.

Glandele mandibulare ale matcii secreta substanta de matca, un hormon ce inhiba dezvoltarea organelor de reproducere ale lucratoarelor, inhiba instinctul de cladire al botcilor, dar atrage trantorii in zborul de imperechere.

e. Glandele labiale

Sunt localizate diferit: o portiune situata cefalic, glandele cervicale, si una situata in zona toracica, glandele toracice. Sunt in numar de doua perechi, prezente la toti membrii familiei de albine (mai putin dezvoltate la trantor). Dezvoltatea maxima este la 15-25 de zile.

Produsul de secretie al glandelor cervicale se elimina intr-o dilatatie de la baza trompei, numita salivarium, cu rol in prelucrarea cerii si in digestia, la acest nivel, a lipidelor si glucidelor.

Glandele toracice sunt mase tubulare ramificate, ce converg in doua rezervoare ce se unesc cu glandele cervicale. Secretia lor are rol in diluarea mierii si laptisorului, ca liant al polenului si la construirea fagurilor.

f. Glandele Koshevnicov

Sunt asociate acului matcii si produc mirosuri atractive, dar se gasesc si la lucratoare, mult mai putin reprezentate.

g. Glandele Arnhart

Sunt prezente doar la lucratoare si sunt situate pe ultimul segment al tarsului. Isi varsa continutul la nivelul pernitei tarsului. Sunt raspunzatoare de emiterea unei substante numite "amprenta piciorului", pe care lucratoarele o depun la intrarea in cuib sau pe flori, pentru orientarea celorlaltor culegatoare.

h. Glandele Dufour

Se gasesc in apropierea camerei acului, unde isi si varsa continutul. Au rol in lubrefierea acului si in fixarea oualor in fundul celulelor.

5. Aparatul de aparare si atac (aparatul vulnerant)

Este prezent la lucratoare si matci si absent la trantori. Este localizat in abdomen si este alcatuit din; ac, teaca acului, glandele veninoase, sistemul motor si un ganglion.

Acul este format din doua lantete ascutite cu 10 carlige asezate invers, spre exterior. Ele sunt simetrice si aluneca in lungul tecii. Teaca este o formatiune ingrosata in partea superioara, ce prezinta la capatul distal zimti orientati postero-anteriori. Sistemul motor este alcatuit din doua perechi de muschi si dintr-un sistem chitinos ce asigura iesirea acului si injectarea veninului, si anume: placa triunghiulara, placa patrata si placa oblonga. Cele doua glande veninoase au marimi diferite si secreta, cea mare, o substanta acida, iar cea mica, una alcalina. In momentul in care albina inteapa, cele doua substante se amesteca. Veninul este un amestec de proteine si peptide, dar principalul component este melitina, o proteina. Ganglionul nervos coordoneaza intreaga acvtivitate a aparatului vulnerant, chiar si dupa detasarea sa in urma intepaturii.

Cand albina inteapa, abdomenul se incovoaie si contractia musculaturii adiacente determina patrunderea acului. Piesele chitinoase ale aparatului motor actioneaza sinergic si determina scurgerea veninului. Daca albina inteapa un mamifer, zimtii acului se infig in derm si nu mai pot fi retrasi, intregul aparat vulnerant se detaseaza si albina moare. Cand albinele se inteapa intre ele, este cautata membrana intersegmentara, moale, acul putand fi retras dupa injectarea veninului. Matca are aparatul vulnerant diferit de cel al lucratoarei, lantetele avand, de ex., doar trei zimti.

 

6. Sistemul circulator este reprezentat de inima (cord), aorta, doua diafragme, hemolimfa si organele accesorii de pulsatii.

Inima este un organ tubular pulsatil, format din cinci ventricule, situat in partea dorsala a abdomenului, superior aparatului digestiv. Ventriculele comunica intre ele prin orificii prevazute cu supape, valvule, care se deschid catre interior si permite hemolimfei sa circule intr-un singur sens. In lateral se afla 5 perechi de perforatii denumite ostii sau osteole, prin care hemolimfa avanseaza postero-anterior.

Aorta trece prin petiol si cavitatea toracica, are un traiect spiralat, patrunde in cap si se deschide in cavitatea cefalica printr-un mic orificiu.

Diafragma dorsala este un perete muscular situat sub cord. In partea ei superioara formeaza o cavitate cu invelisul corpului, sinusul dorsal sau pericardial. Diafragma ventrala este situata inferior tubului digestiv, deasupra cordonului nervos. Intre ea si peretele ventral al corpului albinei se formeaza sinusul ventral.

Organele accesorii de pulsatii suplimenteaza activitatea inimii si a diafragmelor si sunt localizate la cap, la baza antenelor si in torace, la baza aripilor.

Hemolimfa este alcatuita din plasma si din elemente figurate. Este un lichid incolor sau cu nuante galben-portocalii, limpede. In compozitia hemolimfei s-au evidentiat aminoacizi importanti, o cantitate importanta de zaharuri, in special glucoza, saruri minerale, acizi grasi, enzime, apa in % de 85-90%. Elementele figurate sunt reprezentate trei tipuri de formatiuni: de celule mici de 12-13 microni cu nuclei intens colorati, de celule formatoare de 4,6-13,8 microni si de celule mult mai mari, leucocite.

Sistemul circulator este unul liber, hemolimfa scaldand organele si tesuturile corpului. Rolul lui este acela de a transporta elementele nutritive din intestinul mediu la celulele corpului, de a curata organismul de resturile de celule pe care le trimite la organele excretoare, intervenind si in apararea impotriva agentilor patogeni.  

Sistemul nervos

Sistemul nervos central este format din creier si lantul nervos ventral si sistemul somatogastric. Primul asigura relatia cu mediul inconjurator si comanda miscarile, iar cel de al doilea comanda functionarea organelor interne (respiratia, digestia, etc.).

Creierul cuprinde trei parti: protocerebrum, cel mai dezvoltat, situat in partea din fata a capsulei cefalice, cuprinde centrul vederii si, prin nervul optic, de afla in legatura cu ochii compusi si cu ocelii; deutocerebrum, este centrul nervos al antenelor si este situat inferior lobilor protocerebrali; tritocerebrum, situat anterior lobilor deutocerebrali, este mai putin dezvoltat, controleaza organele endocrine.

Lantul nervos ventral cuprinde un ganglion subesofagian si lantul nervos ventral propriu-zis. Ganglionul subesofagian este format din trei ganglioni alipiti, care se unesc cu creierul in partea superioara, de unde pornesc nervii maxilari, mandibulari si labiali, spre partea posterioara legandu-se cu intregul lant ganglionar.

Lantul nervos ventral propriu-zis cuprinde 7 perechi de ganglioni, doi fiind situati in torace, si 5 in abdomen. Ganglioni toracici inerveaza picioarele si aripile, iar cei abdominali controleaza activitatea aparatului respirator, digestiv si reproducator.

Sistemul neuroendocrin

Este alcatuit din celule neurosecretoare izolate, situate la nivelul creierului, care elibereaza hormoni, si din glande endocrine care sunt activate de hormonii secretati de celulele neurosecretoare.

Glandele endocrine sunt reprezentate de glandele protoracice si 2 perechi de glande retrocerebrale. Glandele protoracice, prezente la larve, sunt situate la nivelul protoracelui si mezotoracelui. Ele secreta hormonul naparlirii sau de metamorfoza. Glandele retrocerebrale sunt in primul rand raspunzatoare pentru secretarea hormonului juvenil, HJ. Rolul acestuia este in controlul metamorfozei, in maturitatea sexuala si in reproductie. HJ intervine in determinarea castelor si in diferentierea ce are loc la nivelul larvelor, intre lucratoare si matca. O c% mare de HJ la o larva de lucratoare de 3-5 zile va determina dezvoltarea unei matci, si invers.

Aparatul respirator

Ca orice insecta, albina nu are plamani, ci un sistem de trahei ce conduce aerul la nivelul tesuturilor. Acest sistem este format din: stigme, trahei scurte, trahei longitudinale, trahei transversale, ramificatii traheale si celule traheale terminale.

Ca orisice fiinta si albina are nevoie, pentru metabolismul ei, de oxigen, bioxidul de carbon fiind eliminat. Spre deosebire de mamifere, la care aprovizionarea cu oxigen se face prin sange, la albine, un sistem foarte fin de ramificatii traheice conduce oxigenul din aer direct la toate organele si tesuturile in interiorul corpului. Hemolimfa primeste, astfel, oxigenul de care are nevoie.

Sistemul traheic este foarte puternic ramificat. Prelungirile subtiri ale traheelor longitudinale sunt asa-numitii saci aerieni, prin care corpul albinei este oxigenat. Ei sunt dispusi 5 in cap, 7 in torace si 3 saci in abdomen. Rolul lor este de a stoca si folosi aerul in timpul zborului, cand consumul de oxigen este mai mare si in perioada repausului de iarna, cand miscarile respiratorii sunt foarte reduse.

Traheele fac legatura cu exteriorul prin orificii respiratorii in forma de crapaturi, stigmele. Trei perechi de stigme sunt localizate in zona toracica, sapte in partea posterioara a corpului, pe abdomen, ultima dintre ele fiind situata la nivelul acului, pe care-l oxigeneaza. Un mecanism special de inchidere regleaza respiratia. Pentru aceasta, stigmele sunt protejate de un vestibul captusit cu perisori fini si desi, numit opercul.

Respiratia se realizeaza prin contractia si relaxarea musculaturii abdominale. In functie de temperatura si umiditatea aerului si de activitatea desfasurata, se inregistreaza intre 12-150 miscari respiratorii pe minut.

Cand sunt in activitate, deci cand aportul de oxigen necesar este mai mare, stigmele sunt deschise, iar in repaus sauactivitate redusa, acestea sunt inchise sau usor intredeschise, schimbul gazos realizandu-se prin difuzie.

Aparatul reproducator

Aparatul reproducatoar mascul

Se compune din testicule, canale deferente, vezicule seminale, glande mucoase, canal ejaculator si penis.

Testiculul este invelit la exterior de o tunica, iar in interior se evidentiaza cca. 200 tuburi spermogene, testiole, ce conflueaza intr-un canal comun ce se deschide la capatul canalului deferent. Prin canalele deferente, reprezentate de tuburi subtiri, sperma ajunge in veziculele seminale.

Vezicula seminala reprezinta partea dilatata a canalelor deferente si stocheaza materialul seminal. Celulele seminale produc un lichid cu rol in nutritia si sustinerea spermatozoizilor. Veziculele seminale se termina printr-un canal scurt in partea dorsala a bazei glandei mucoase.

Glandele mucoase, de forma unor saci, secreta mucusul, care, impreuna cu secretia veziculelor seminale, alcatuiesc lichidul spermatic. Acesta dilueaza sperma si inlesneste eliminarea ei la ejaculare.

Canalul ejaculator este un tub subtire, care face legatura intre zona de unire a glandelor mucoase si capatul anterior al penisului.

Penisul reprezinta organul copulator, situat in partea ventrala a abdomenului. Este alcatuit din vestibul, o pereche de coarne si din cervix. In portiunea terminala a penisului, bulbul, se deschide canalul ejaculator.

 

Aparatul reproducatoar femel este alcatuit din ovare, oviducte pare care comunica cu un oviduct impar, vaginul si punga spermatica.

Ovarele   sunt doua mase voluminoase, piriforme, situate in abdomen, alcatuite din tuburi ovariene, ovariole, in numar de 150-180 la matca si 2-12 la lucratoare. La nivelul acestora se evidentiaza niste stangulatii, ce corespund ovulelor in diferite stadii de dezvoltare. Astfel, la varful tubului ovarian se gasesc ovogoniile, la mijloc ovocitele, iar la baza ovulele.

Oviductele pare si oviductul impar fac legatura dintre ovare si vagin si realizeaza eliminarea ovulelor.

Spermateca sau rezervorul pentru depozitarea spermei este rotunda, cu volumul de aprox. 1 mm³. Este situata deasupra oviductului impar, respectiv deasupra vaginului si anterior acului. Suprafata ei este traversata de trahei ce asigura aprovizionarea cu oxigen a spermatozoizilor din spermateca. La acest nivel se evidentiaza niste glande mucoase, ce secreta un lichid nutritiv, pe perioada depozitarii spermatozoizilor.

   

Vaginul reprezinta portiunea terminala a aparatului reproducator.

 

La imperechere, canalul ejaculator este impins inainte. Aceasta se intampla la apasarea pe partea din spate a unui trantor maturizat sexual, adica de 12 zile. Atunci spermatozoizii sunt pe deplin formati. La imperechere, ca urmare a miscarilor musculare rapide, canalul ejaculator este impins inainte. Mai intai, apare sperma si apoi mucosul, impreuna cu epiteliul glandei mucoase. Dupa imperechere, trantorul moare. De aceea numarul trantorilor trebuie sa fie suficient de mare.

Organele de simt

Au rol de a transforma excitantii externi si sunt reprezentate de analizatori tactili, olfactivi, statici, auditivi, hidrici, termici si vizuali. Aceste organe au origine ectoderma, sunt reprezentati de formatiuni senzitive, numite sensile, de forma unui neuron bipolar, a carui prelungire distala primeste excitatiile de diferite tipuri.