За последнее время экологическая ситуация во всем мире стремительно изменилась.

История «Живой краины» началась с изучения проблемы обеднения фауны опылителей в результате преобразующей деятельности человека.

Так, за последние двадцать лет видовое разнообразие пчелиных в Великобритании и Голландии сократилось на 52% и 67% соответственно, а во Франции и Бельгии – на 25%.

В результате интенсивного земледелия в ряде регионов Украины также наблюдается заметное обеднение видового состава и снижение численности пчелиных. Красными треугольниками отмечены места наиболее заметного обеднения фауны опылителей, согласно данным Леонида Ивановича Боднарчука (1986).В первую очередь это относится к степному Крыму, южной части степной зоны и западной части Лесостепи.

Отсутствие необходимой фауны опылителей часто приводит к снижению урожайности ряда важнейших с/г культур. Такую ситуацию невозможно компенсировать никаким агротехническим приемом. Эти вышеперечисленные процессы мотивируют исследователей к поиску альтернативных опылителей и изучению вопросов их промышленного разведения и применения.

Так, в мае 2015 года в селе Музычи (Киевская область) была основана лаборатория, которая занимается выращиванием шмелиных семей.

Материалом для работы послужили матки земляного шмеля B. terrestris, собранные из различных популяций этого вида на территории Украины. Точки сбора материалы на карте схеме отмечены Украины зелеными кружочками.

Отловленных в природе маток, после карантинного периода, перемещали в специальное помещение, температурный и влажностный режим которого соответствовал стартовому этапу развития шмелиной семьи. Помещение для разведения шмелей оборудовали, руководствуясь максимально возможным обеспечением биологических параметров жизнедеятельности насекомых.

В качестве мест устройства гнезда в естественных условиях шмели используют заброшенные норы мелких млекопитающих (в основном мышевидных грызунов), пустоты под корнями деревьев и пней, старые гнезда птиц и т.д.

В лабораторных условиях старт развития новой семьи начинается с посадки в специальные садки двух молодых рабочих особей и оплодотворенной самки. Молодая матка формирует первую выводковую камеру, в которую она откладывает яйца. После откладки яиц самка засыпает их пыльцой, а затем этот пыльцевой комочек с яйцами покрывает восковой оболочкой. В результате получается одна большая восковая ячейка, которую часто называют пакетом с расплодом.

Через 3-5 дней после инкубации, осуществляемой рабочими особями и маткой, из яиц отрождаются личинки, которые через 6-14 дней начинают плести коконы. Новые выводковые камеры строятся поверх этих коконов.

На фотографии вы можете заметить медовые горшочки, которые в естественных условиях заполняются углеводным кормом – нектаром. В качестве этого вида корма мы используем инвертированный сахарный сироп.

Также для развития шмелиных семей необходим белковый корм – пыльца. Мы применяем свежую замороженную пыльцу, закупленную на пасеках ранней весной.

Молодые семьи (матки + первое потомство), оцениваются по таким критериям: наличие коконов и новых пакетов яиц (1), забота матки о потомстве (2), ухоженный и чистый вид гнезда (3), отсутствие репродуктивных особей (4). Такие семьи пересаживаются в улья на второй этап развития гнезда шмелей.

Шмелиные семьи «Живой краины» обитают в уникальных hand-made ульях собственного производства. Улей изготовлен из фанеры, обеспечивающей поддержание оптимального микроклимата внутри гнезда. Биоразлагаемый материал позволяет легко и без вреда для окружающей среды утилизировать улей после окончания срока его эксплуатации.

Леток, через который вылетают фуражиры для сбора нектара и пыльцы, синего цвета. Это позволяет шмелям лучше ориентироваться в теплице в пасмурную погоду и в зимнее время года.

Фольга на крышке улья отбивает солнечные лучи и препятствует перегреванию гнезда.

Улей легко собирается и разбирается при утилизации.

Шмелиные семьи в ульях регулярно снабжаются углеводным и белковым кормом.

При нормальном развитии через 4-5 недель после пересадки в деревянные ульи семья должна насчитывать около 60-80 рабочих особей. В таком состоянии она поступает в теплицы, или остается в лаборатории до увеличения количества рабочих особей до 120 шт. для выдачи в открытый грунт либо до последующего воспроизводства. Каждая семья перед выдачей проходит оценку по ряду критериев: морфо-функциональное состояние матки-основательницы, количество рабочих особей и наличие/отсутствие трутней в гнезде.

При достижении семьей определенной стадии развития в ней появляются матки и трутни. С этого момента проводится контроль материнских семей. Вышедших репродуктивных особей отбирают в отдельные садки, где они получают достаточное количество углеводного корма в течение 3-5 дней.

После истечения этого времени шмелей индивидуально осматривают на наличие нормальной окраски, способности к активному полету и отсутствию повреждений. Далее насекомых помещают в специальные садки для спаривания, состоящие из деревянного остова, обтянутого сеткой. На каждую матку запускают не менее трех трутней.

Копулирующих матку и трутня отбирают в специальные садки, а через 30 минут после начала спаривания оплодотворенных маток пересаживают в садок для выгула и держат в комнате на протяжении 7 дней, подкармливая углеводный корм.

Следует отметить, что мы проводим селекцию, ведем отбор материала по происхождению, качеству шмелиных маток, их плодовитости и характеристикам потомства. На сегодняшний день в стенах лаборатории было получено четвертое-пятое поколение шмелей. Мы наблюдаем улучшение определенных характеристик. Так, например, если в начале нашей работы процент успешных спариваний не превышал 35%, то на сегодняшний день этот показатель находится на уровне 80-85%.

В естественных условиях самки, как правило, спариваются один раз. В искусственных условиях отмечено многократное спаривание маток B. terrestris.

Оплодотворенные матки поступают на длительное хранение при низких температурах.

Далее я более детально остановлюсь на проблеме преодоления диапаузы у шмелиных маток. На сегодняшний день этот вопрос остается не решенным и требует дополнительных изучений.

Так, для круглогодичного разведения шмелей 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. Этот способ был независимо открыт в Институте зоологии АН Украины В. А. Шалимовым и Леонид Иванович Боднарчуком в 1982 году и немецким исследователем Рёзелером в 1985 году. Именно он позволил перейти к разведению шмелей в промышленных масштабах.

В оценке эффективности этих способов имеются определенные разногласия, поэтому их сравнительное исследование является крайне важным.

Цель предпринятого нами исследования – 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 исследования послужили 1503 молодые самки B. terrestris, прошедшие спаривание с самцами и выгул на протяжении 3-х дней. Все самки шмелей были разделены на три 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,

  1. Достоверно показана более высокая выживаемость шмелиных маток после их наркотизации СО2, по сравнению с матками после холодовой диапаузы.
  2. 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. Сегодня необходим поиск новых решений проблемы преодоления диапаузы у самок рода Bombus в искусственных условиях. Над решением этого вопроса, помимо других направлений оптимизации процесса выращиванием шмелей, работает команда научно-исследовательской лаборатории, которая входит в структуру агро-дослідницької фундації «Жива країна».