Шмели – довольно крупные насекомые, принадлежащие к семейству Apidae – Пчелы настоящие. Потребность опыления важных сельскохозяйственных культур шмелями и их недостаток в природе уже давно привели к осознанию необходимости искусственного разведения этих насекомых.

Первые попытки разведения шмелей путем помещения семей в деревянные домики начались в Англии с работы Хьюберта, 1802. Далее Ньюмен (Newman, 1851) с 1798 по 1848 годы исследовал поведение рабочих и молодых репродуктивных особей шмелей, для чего использовал маленькие ящики, в которые он ночью помещал заранее найденные гнезда. И только к концу XIX века Хофферу впервые удалось заставить самку шмеля сформировать гнездо в искусственных условиях. В дальнейшем Слайден (Sladan, 1981) и Линдхарт (Lindhard, 1912) провели серию удачных экспериментов по основанию самками шмелей гнезд в лабораторных условиях и добились создания ими развитых семей. Благодаря работам этих авторов были положены основы искусственного разведения шмелей, которыми пользуется большинство исследователей до нашего времени.

Разведение шмелей в промышленных масштабах было развернуто с конца 80-х годов прошлого века благодаря переходу к их круглогодичному содержанию. Это стало возможным вследствие кратковременной наркотизации самок СО2-эффекту, независимо открытому в Институте зоологии АН Украины В. А. Шалимовым и Леонид Иванович Боднарчуком в 1982 году и немецким исследователем Рёзелером в 1985 году.

Несмотря на длительную историю изучения искусственного разведения шмелей, до сих пор остаются определенные трудности, связанные с технологией их круглогодичного содержания.

Так, остается не решенным вопрос о наиболее эффективном способе преодоления диапаузы у шмелиных маток. На сегодняшний день для круглогодичного разведения шмелей в искусственных условиях используют два способа преодоления диапаузы у маток:

  • Ступенчатое погружение оплодотворенных маток в состояние покоя и их длительное хранение при низких температурах.
  • Кратковременная наркотизация углекислым газом молодых шмелиных маток.

В оценке эффективности этих способов имеются определенные разногласия, поэтому их сравнительное исследование является крайне важным. Подобное изучение, возможно, позволит оптимизировать процесс выращивания шмелей в искусственных условиях.

Цель работы – оценить различные методики преодоления диапаузы у шмелиных маток Bombus terrestris  (Linnaeus, 1758) в лабораторных условиях.

Для достижения цели были поставлены такие задачи исследования: установить процент выживаемости шмелиных маток после их длительного хранения при низких температурах (1), оценить успешность закладки гнезд такими матками (2), установить процент выживаемости маток после их наркотизации углекислым газом (3), оценить влияние СО2 на формирование шмелиных семей (4).

Материалом для настоящей работы послужили 1503 молодые самки B. terrestris, прошедшие спаривание с самцами и выгул на протяжении 3-х дней. Все самки шмелей были разделены на две группы. Первую группу B. terrestris (1272 экземпляра, полученных из 51 шмелиной семей) в течение 24 часов содержали в условиях постепенно понижающейся температуры с +10°С до +5°С. До окончательного погружения в состояние покоя шмелиные матки получали углеводный корм. Затем их перекладывали в специальные боксы для длительного хранения при температуре +2°С и влажности 85-90%. В качестве подстилочного материала использовали мох сфагнум. Продолжительность хранения маток составила 12 недель. После истечения данного срока молодые самки были ступенчато выведены из диапаузы, постепенным увеличением температуры до +5°С и +10°С.

Вторая группа шмелиных маток (231 экземпляр, полученный из 15 шмелиных семей) подвергалась 2-х кратной наркотизации углекислым газом по 30 мин, т.е. мы использовали метод наркотизация СО2, предложенный Резелером в 1985 году.

После преодоления диапаузы у шмелиных маток двумя вышеуказанными методиками, самки B. terrestris были посажены по одной особи в специальные боксы из оргстекла для закладки гнезд. Эти боксы изображены на фотографии. Насекомые получали белковый и углеводный корм (сверху бокса находится система подачи углеводного корма). Матки находились при температуре +27°С и влажности 65%.

По результатам наблюдений, выживаемость самок B. terrestris после холодовой диапаузы составила 60%, а после наркотизации СО2 – 95%. Применение критерия Стьюдента показало, что разница между уровнем выживаемости маток после холодовой диапаузы и после наркотизации, оказалась в высшей степени достоверной (tc = 4,5; df = 64; p<0,001).

Успешность закладки гнезд матками земляного шмеля после их длительного хранения при низких температурах составила 51%. В то же время, только 35% маток после наркотизации СО2 сформировали свои семьи. Различия статистически достоверны (tc =2,4; df =59; p<0,05).

Также отмечена существенная задержка развития выводка у наркотизированных самок B. terrestris. Так, у них первые 15 рабочих особей появились в среднем через 10 недель, а у маток после холодовой диапаузы – через 5 недель.

Таким образом:

  • Достоверно показана более высокая выживаемость шмелиных маток после их наркотизации СО2, по сравнению с матками после холодовой диапаузы.
  • Установлено, что самки B. terrestris после их длительного хранения при низких температурах, более успешно и быстро закладывают свои гнезда, чем наркотизированные углекислым газом особи

Как видно из полученных результатов, обе проанализированные методики характеризуются, помимо достоинств, существенным рядом недостатков. Для оптимизации процесса выращивания шмелей необходим поиск новых решений проблемы преодоления диапаузы у самок рода Bombus в искусственных условиях.