Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Еркек ара
Male bee
Еркек ара – араның еркек түрі. Ұрғашы жұмысшы арадан айырмашылығы, еркек арaның шаншығы жоқ. Ол нектар мен тозаң жинамайды және жұмысшы аралардың көмегінсіз өзіне-өзі тамақтана алмайды. Оның жалғыз міндеті – жас патша арамен көтеріліс кезінде жұптасу.
A drone is a male bee. Unlike the female worker bee, a drone has no stinger. He does not gather nectar or pollen and cannot feed without assistance from worker bees. His only role is to mate with a maiden queen in nuptial flight.
Генетика
Дронның хромосомалық орналасуында бір ғана аллель түрі болады, себебі ол гаплоидты (анадан бір ғана хромосомалық жиынтықты қамтиды). Патшайымның ішінде жұмыртқа дамитын кезеңде 32 хромосомасы бар диплоидты жасуша, 16 хромосомасы бар гаплоидты жасушалар, яғни гаметтерді жасау үшін бөлінеді. Нәтижесінде, әртүрлі локустарда аллельдердің жаңа комбинациясына ие гаплоидты жұмыртқа пайда болады. Бұл процеске арренотокус партеногенез немесе жай ғана арренотокия дейді. Еркек араның техникалық түрде тек анасы бар, әкесі жоқ болғандықтан, оның генеалогиялық ағашы ерекше. Бірінші буында бір мүше (еркек) болады. Бір буын бұрын да бір мүше (анасы) болады. Екі буын бұрын екі мүше (анасының анасы мен әкесі) болады. Үш буын бұрын үш мүше болады. Төрт буын бұрын бес мүше болады. Бұл тізбек – 1, 1, 2, 3, 5, 8 және т.б. – Фибоначчи тізбегі. Бал аралары мен басқа да әлеуметтік жәндіктердегі репродукцияның біріктірілген формаларының динамикасы және көрінетін пайдасы туралы ғылыми әдебиетте көптеген пікірталас пен даулар бар, бұл жүйе жынысты анықтаудың гаплодиплоидты жүйесі деп аталады. Дронның екі репродуктивтік функциясы бар: әр дрон патшайымның ұрықтанбаған гаплоидты жұмыртқасынан өседі және генетикалық жағынан жұмыртқаға ұқсас 10 миллионға жуық еркек сперматозоид жасушасын өндіреді. Дрон жаңа патшайыммен жұптасып, оның жұмыртқаларын ұрықтандыру үшін де пайдалы. Ұрғашы жұмысшы аралар ұрықтандырылған жұмыртқалардан дамиды және диплоидтық тектікке ие, яғни әкеден алынған сперматозоид 16 хромосоманың екінші жиынтығын береді, жалпы саны 32: әр ата-анадан бір жиынтықтан. Белгілі бір дроннан шыққан барлық сперматозоид жасушалары генетикалық жағынан бірдей болғандықтан, толыққанды әпкелер басқа жануарлардағы толыққанды әпкелерге қарағанда жақын туыс болады, онда сперматозоид генетикалық жағынан бірдей емес. Жұмыскер ара тек толыққанды ұрықтанбаған жұмыртқаларды ғана өндіреді, олар дрондарға айналады. Бұл ереженің ерекшелігі ретінде, бал араларының кейбір түрлерінің жұмыскер аралары диплоидты (сонымен қатар әйел) құнарлы ұрпақтарды телитокия процесі арқылы өндіруі мүмкін, онда хромосомалардың екінші жиынтығы сперматозоидтан емес, мейоздың анафаза II кезіндегі үш полярлық денелердің бірінен келеді. Бал араларында ұрпақтың генетикасын ең жақсы бақылауға болады, бір ұядан жиналған дрондармен патшайымды жасанды түрде ұрықтандыру арқылы (ұяшылықта "аспаптық ұрықтандыру" деп аталады), онда дронның анасы белгілі. Табиғи жұптасу процесінде патшайым бір ұядан келмейтін бірнеше дрондармен жұптасады. Сондықтан әйел ұрпақтарының әкелері мүлдем басқа генетикалық тектікке ие.
Drones carry only one type of allele at each chromosomal position, because they are haploid (containing only one set of chromosomes from the mother). During the development of eggs within a queen, a diploid cell with 32 chromosomes divides to generate haploid cells called gametes with 16 chromosomes. The result is a haploid egg, with chromosomes having a new combination of alleles at the various loci. This process is called arrhenotokous parthenogenesis or simply arrhenotoky. Because the male bee technically has only a mother, and no father, its genealogical tree is unusual. The first generation has one member (the male). One generation back also has one member (the mother). Two generations back are two members (the mother and father of the mother). Three generations back are three members. Four back are five members. This sequence – 1, 1, 2, 3, 5, 8, and so on – is the Fibonacci sequence. Much debate and controversy exists in scientific literature about the dynamics and apparent benefit of the combined forms of reproduction in honey bees and other social insects, known as the haplodiploid sex determination system. The drones have two reproductive functions: each drone grows from the queen's unfertilized haploid egg and produces some 10 million male sperm cells, each genetically identical to the egg. Drones also serve as a vehicle to mate with a new queen to fertilize her eggs. Female worker bees develop from fertilized eggs and are diploid in origin, which means that the sperm from a father provides a second set of 16 chromosomes for a total of 32: one set from each parent. Since all the sperm cells produced by a particular drone are genetically identical, full sisters are more closely related than full sisters of other animals where the sperm is not genetically identical. A laying worker bee exclusively produces totally unfertilized eggs, which develop into drones. As an exception to this rule, laying worker bees in some subspecies of honey bees may also produce diploid (and therefore female) fertile offspring in a process called thelytoky, in which the second set of chromosomes comes not from sperm, but from one of the three polar bodies during anaphase II of meiosis. In honey bees, the genetics of offspring can best be controlled by artificially inseminating (referred to in beekeeping as "instrumental insemination") a queen with drones collected from a single hive, where the drones' mother is known. In the natural mating process, a queen mates with multiple drones, which may not come from the same hive. Therefore, batches of female offspring have fathers of a completely different genetic origin.
Анатомия
Дронның көзі жұмысшы аралар мен патшайым араларының көзінен екі есе үлкен, ал денесі жұмысшы аралардан ірілеу, бірақ көбінесе патшайым арадан кіші болады. Оның қарын бөлігі жұмысшы аралар мен патшайым аралардың қарын бөлігінен тоқпақ. Денесі ауыр болғанымен, дрон патшайыммен бірге ұшу үшін жеткілікті жылдамдықпен ұша алуы керек. Дронның орташа ұшу уақыты шамамен 20 минутты құрайды. Жаздың ең қызу шағында Apis cerana колониясында 200-ге жуық дрон болады. Дрон жұмысшы аралардың күтіміне мұқтаж. Күзде дрон өліп қалады немесе жұмысшы аралар оларды уыздан шығарып тастайды, олар қорғануға және өздерін-өздерімен қамтамасыз етуге шамалары келмейді, көктемнің соңына дейін ара ұясына қайта оралмайды. Жұмысшы аралар оларды қуады, себебі дронға рұқсат етілсе, ол ара ұясының ресурстарын тым тез жұмсап жіберуі мүмкін.
A drone is characterized by eyes that are twice the size of those of worker bees and queens, and a body size greater than that of worker bees, though usually smaller than the queen bee. His abdomen is stouter than the abdomen of workers or queen. Although heavy bodied, the drone must be able to fly fast enough to accompany the queen in flight. The average flight time for a drone is about 20 minutes. An Apis cerana colony has about 200 drones during high summer peak time. Drones depend on worker bees to feed them. Drones die off or are ejected from the hive by the worker bees in late autumn, dying from exposure and the inability to protect or feed themselves, and do not reappear in the bee hive until late spring. The worker bees evict them as the drones would deplete the hive's resources too quickly if they were allowed to stay.
Рөл
Дронның негізгі қызметі – дайын тұрып, ұрықтандыруға болатын аналық араны ұрықтандыру. Бір шоғыр араларындағы дрондар, әдетте, сол шоғырдың жас аналық арасымен жұптаспайды, себебі аналық ара дрондардан гөрі ұшқыштар жиналатын аймаққа қашырақ ұшып барады. Жұптасу көбінесе ұшқыштар жиналатын аймақта немесе оның жанында болады. Бұл аймақтардың қалай таңдалатыны белгісіз, бірақ олар бар. Егер дрон сол шоғырдың аналық арасымен жұптасса, нәтижесінде аналық араның ұядағы жұмыртқа салу үлгісі бұзылады (ұяда көптеген бос ұяшалар пайда болады), себебі аналық аралар диплоидты дрон личинкаларын алып тастайды (яғни, екі бірдей жыныс гені бар ұрықтанған жұмыртқа жұмысшы ара емес, дронға айналады). Жұмысшы аралар осы аралықтан туған ұрықты алып тастап, ақуызды қайта пайдалану үшін жейді. Жұптасу ұшу кезінде жүзеге асады, сондықтан дрондарға жақсы көру қабілеті қажет, ол олардың үлкен көздерімен қамтамасыз етіледі. Дрон жұптасуға қол жеткізсе, алғашқы нәрсе – оның денесіндегі барлық қан эндофалусына құйылады, бұл оның денесін толығымен бақылауын жоғалтуына себеп болады. Оның денесі түсіп, эндофалусының бір бөлігі аналық араға жабысып қалады, ол келесі дронға бағыт беруге көмектеседі. Бал арасының аналық араларын өсірушілер дрондарды мұрағаттық ұрықтандыру немесе еркін жұптасу үшін өсіруі мүмкін. Аналық ара жұптасу алаңында сәтті болу үшін көптеген дрондар болуы керек. Қысы суық болатын аймақтарда барлық дрондар күзде шоғырдан қуылып шығарылады. Колония көктемде дрондарды өсіруге кіріседі және дрон популяциясы көктемнің соңы мен жаздың басында шоғырдың көбею маусымымен сәйкес келеді. Дронның өмір сүру ұзақтығы шамамен 90 күнге жетеді. Дрон бір ғана функцияны орындауға, яғни жұптасуға және шоғырдың көбеюін қамтамасыз етуге маманданған болса да, оның басқа да мақсаттары болуы мүмкін. Барлық аралар шоғырдың температурасы қалыпты шектен ауытқуын сезгенде, дірілдеп жылу тудырады немесе қанаттарымен ауаны қозғалтып, жылуды шығарады – бұл дрондардың жұмысшы аралармен ортақ сипаттары.
The drones' main function is to be ready to fertilize a receptive queen. Drones in a hive do not usually mate with a virgin queen of the same hive because the queen flies further to a drone congregation area than the drones do. Mating generally takes place in or near drone congregation areas. How these areas are selected is not understood, but they do exist. When a drone mates with a queen of the same hive, the resultant queen will have a spotty brood pattern (numerous empty cells on a brood frame) due to the removal of diploid drone larvae by nurse bees (i. e., a fertilized egg with two identical sex genes will develop into a drone instead of a worker). The worker bees remove the inbred brood and consume it to recycle the protein. Mating occurs in flight, which accounts for drones needing better vision, which is provided by their large eyes. Should a drone succeed in mating, the first thing that happens is all of the blood in the drone's body rushes to his endophallus, which causes him to lose control over his entire body. His body falls away, leaving a portion of his endophallus attached to the queen which helps guide the next drone in the queen. Honey bee queen breeders may breed drones to be used for instrumental insemination or open mating. A queen mating yard must have many drones to be successful. In areas with severe winters, all drones are driven out of the hive in the autumn. A colony begins to rear drones in spring and drone population reaches its peak coinciding with the swarm season in late spring and early summer. The life expectancy of a drone is about 90 days. Although the drone is highly specialized to perform one function, mating and continuing the propagation of the hive, they may have other purposes. All bees, when they sense the hive's temperature deviating from proper limits, either generate heat by shivering, or exhaust heat by moving air with their wings—behaviours which drones share with worker bees.
Мінез-құлық
Дрондар жұмыскер араларға тән нектар мен тозаң жинау, жеміс-жидектерді күту немесе ұя салу сияқты мінез-құлықтарды көрсетпейді. Дрондар шағуға қабілетсіз, бірақ оларды ұстаса, қорқыту үшін құйрықтарымен серпиді. Кейбір түрлерінде дрондар ұяға кіргендерді мазалап, ұя бұзылған жағдайда оларды шатастыруға тырысады. Дрондар түстен кейін көптеп ұшып, ұядан қашық жердегі дрондар жиналатын аймақтарда жиналады.
Drones do not exhibit typical worker bee behaviors such as nectar and pollen gathering, nursing, or hive construction. While drones are unable to sting, if picked up, they may swing their tails in an attempt to frighten the disturber. In some species, drones buzz around intruders in an attempt to disorient them if the nest is disturbed. Drones fly in abundance in the early afternoon and are known to congregate in drone congregation areas a good distance away from the hive.
Жұптау және ұшқырдың ұрпақ түзуі
Дронның эндофалусы үлкен мөлшердегі ұрық сұйықтығы мен сперматозоидтарды жоғары жылдамдықпен және күшпен таратуға бейімделген. Эндофалус дронның ішінде орналасқан. Жұптасу кезінде мүше ішке бұрылып (эверсияланып), патшайымға енгізіледі. Эндофалустың эверсиясы ішкі бұлшық еттердің жирылуы арқылы жүзеге асырылады, бұл гемолимфа қысымын арттырып, эндофалустың тиімді түрде "қабынуына" себеп болады. Эндофалустың негізіндегі мүйіз тәрізді тіректер патшайымды ұстауға көмектеседі. Бір дрон мен патшайымның жұптасуы 5 секундтан кем уақытқа созылады, көбінесе 1-2 секунд ішінде аяқталады. Жұптасу ұшу кезінде және жерден жоғары болады. Патшайым 5-19 дронмен жұптасады және дрон жұптасудан кейін өледі, сондықтан әр дрон өзінің жалғыз мүмкіндігін барынша пайдалануы керек. Дрон алдымен патшайымның үстінен, оның кеудесі оның құрсағының үстінде, оны қамтып жақындайды. Содан кейін ол барлық алты аяғымен оны ұстап, эндофалусты оның ашық шаншық камерасына енгізеді. Егер патшайымның шаншық камерасы толық ашылмаса, жұптасу сәтті болмайды, сондықтан патшайымға қонған кейбір дрон ұрықтандыруды жүзеге асыра алмайды. Эндофалус эверсияланғаннан кейін дрон парализге ұшырап, эякуляция кезінде кері қарай аударылады. Эякуляция процесі жарылыс сияқты болады – ұрық патшайымның шаншық камерасы арқылы жұмыртқа жолына күшпен жіберіледі. Бұл процесті адамның құлағы естіп, "жарылу" дыбысына ұқсатады. Эякуляция соншалықты күшті, ол эндофалустың түйінін жыртып, дронды патшайымнан ажыратады. Эндофалустың түйіні жұптасу кезінде патшайымның ішінде үзіліп қалады, сондықтан дрон бір рет ғана жұптасады және көп ұзамай өледі. Патшайымның кіндігінде қалған эндофалус бөлігі "жұптасу белгісі" деп аталады. Бұл тығын келесі дронның сол патшайыммен жұптасуына кедергі келтірмейді, бірақ ұрықтың кіндіктен шығуына тосқауыл қоюы мүмкін.
The drone endophallus is optimized to disperse a large quantity of seminal fluid and spermatozoa with great speed and force. The endophallus is held internally in the drone. During mating, the organ is everted (turned inside out), into the queen. The eversion of the endophallus is achieved by contracting abdominal muscles, which increases hemolymph pressure, effectively "inflating" the endophallus. Cornua claspers at the base of the endophallus help to grip the queen. Mating between a single drone and the queen lasts less than 5 seconds, and it is often completed within 1–2 seconds. Mating occurs mid flight, and above ground. Since the queen mates with 5–19 drones, and drones die after mating, each drone must make the most of his single shot. The drone makes first contact from above the queen, his thorax above her abdomen, straddling her. He then grasps her with all six legs, and everts the endophallus into her opened sting chamber. If the queen's sting chamber is not fully opened, mating is unsuccessful, so some males that mount the queen do not transfer semen. Once the endophallus has been everted, the drone is paralyzed, flipping backwards as he ejaculates. The process of ejaculation is explosive—semen is blasted through the queen's sting chamber and into the oviduct. The process is sometimes audible to the human ear, akin to a "popping" sound. The ejaculation is so powerful that it ruptures the endophallus, disconnecting the drone from the queen. The bulb of the endophallus is broken off inside of the queen during mating—so drones mate only once, and die shortly after. The leftover endophallus remaining in the queen's vagina is referred to as the "mating sign". The plug will not prevent the next drone from mating with the same queen, but may prevent semen from flowing out of the vagina.
Дронды қауым аумақтары
Ұшақтар мен бойжеткен патшайымның жұптасуы колониядан алыс, жұптасу орындарында жүзеге асады. Бұл "жиналыс алаптары" деп аталатын белгілі бір жерлер – құс тұяғы жоқ ұшақтар бойжеткен патшайымдардың келуін күтетін орындар. Жиналыс алабы әдетте жер бетінен жоғары орналасқан және диаметрі шамамен 5 метрге жете алады. Жиналыс алабының шекаралары анық; шекарадан бірнеше метр қашықтықта ұшқан патшайымдар ұшақтар тарапынан көбінесе назарсыз қалады. Жиналыс алаптары әдетте жыл сайын қолданылады, ал кейбір жерлер 12 жыл бойында аз ғана өзгеріске ұшырайды. Қыс мезгілінде ұшақтар колониядан қуылғандықтан және әр көктемде жаңа ұшақтар өсірілгендіктен, тәжірибесіз ұшақтар осы жиналыс алаптарын қайта табуға тиіс. Бұл кейбір қоршаған орталық факторлар жиналыс алабын анықтайды дегенді білдіреді, бірақ нақты факторлар әлі белгісіз. Жиналыс алаптары әдетте ашық жерде, ағаштар мен төбелерден алыс орналасқан, онда ұшу желден қорғалған (жұптасу кезінде тыныш желдер пайдалы болуы мүмкін). Дегенмен, көптеген жиналыс алаптары мұндай сипаттамаларға ие емес, мысалы, су үстінде немесе орман қапталында орналасқан жерлер. Кейбір зерттеулер магниттік бағдарламаның рөлі болуы мүмкін екенін ұсынады, себебі 6 күннен асып кеткен ұшақтардың ішіндегі жасушаларда темір көп мөлшерде кездеседі. Жиналыс алаптарын анықтау үшін, бойжеткен патшайымды (торшада) жерден жоғары көтерілген шарға байлап, оны іздеуге болады. Содан кейін адам айналып, торшадағы патшайымға ұшақтардың қай жерден тартылатынын байқап отырады. Жиналыс алаптары аралықтан кем емес қашықтықта орналасқан, ал аралықтан алыс орналасқан жиналыс алаптары көбірек ұшақтарды тартады. Бір жиналыс алабында 200-ге дейін колониядан ұшақтар жиналады, ал олардың саны 25 000-ға жетеді. Осылайша, бойжеткен патшайым өзінің колониясына қажетті генетикалық әртүрлілікті қамтамасыз етеді. Колониясынан алыс орналасқан жиналыс алаптарына ұшып бару арқылы, ол өзінен кейінгі ұрпақтардың араласу ықтималдығын арттырады. Бір ұшақ өмірі бойында бірнеше жиналыс алаптарын аралайды, көбінесе түстен кейін бірнеше сапар жасайды. Ұшақтың жұптасу ұшуы орташа есеппен 20-25 минутқа созылады, содан кейін оның балмен толығу үшін колонияға оралуы керек. Жерде болған кезде, ұшақтар бойжеткен патшайымның келуін күтіп, бейтарап түрде ұшып жүреді. Бойжеткен патшайым жиналыс алабына келгенде, ұшақтар оны көру және иіс сезу арқылы анықтайды. Осы сәтте, жаңадан құрылған колонияда генетикалық өкілдікке ие болу үшін бойжеткен патшайыммен жұптасу үшін бәсеке басталады. Олар, бойжеткен патшайымды қуып жететін кезде, "ұшақ кометасына" ұқсайды, ұшақтар патшайымды қуалайтын кезде олар тарап, қайтадан бірігеді. Бір маусымда туған бойжеткен патшайымдардың санына қарағанда ұшақтардың саны көп болғандықтан, тіпті патшайым бірнеше рет жұптасса да, өте аз ұшақтар сәтті жұптасады (шамамен 1000-нан кем). Қажет болған жағдайда, бойжеткен патшайым жеткілікті мөлшерде ұшақтардан жеткілікті мөлшерде сперма алу үшін бірнеше рет "некелік ұшуға" шыға алады.
Mating between the drones and a virgin queen takes place away from the colony, in mid air mating sites. These mating sites, called "congregation areas", are specific locations, where drones wait for the arrival of virgin queens. A congregation area is typically above ground, and can have a diameter of The boundaries of a congregation area are distinct; queens flying a few meters outside the boundaries are mostly ignored by the drones. Congregation areas are typically used year after year, with some spots showing little change over 12 years. Since drones are expelled from a colony during the winter, and new drones are raised each spring, inexperienced drones must find these congregation areas anew. This suggests some environmental cues define a congregation area, although the actual cues are unknown. Congregation areas are typically located above open ground, away from trees or hills, where flight is somewhat protected from the wind (calm winds may be helpful during mating flight). At the same time, many congregation areas do not show such characteristics, such as those located above water or the forest canopy. Some studies have suggested that magnetic orientation could play a role, since drones older than 6 days contain cells in the abdomen that are rich in magnetite. Congregation areas can be located by attaching a virgin queen (in a cage) to a balloon floating above ground. The person then moves around, taking note of where drones are attracted to the caged queen. Congregation areas are not found closer than from an apiary, and congregation areas located farther away from apiaries receive more drones. In a congregation area, drones accumulate from as many as 200 colonies, with estimates of up to 25,000 individual drones. This broad mixing of drones is how a virgin queen can ensure she will receive the genetic diversity needed for her colony. By flying to congregation areas further away from her colony, she further increases the probability of out breeding. A single drone visits multiple congregation areas during his lifetime, often taking multiple trips per afternoon. A drone's mating flight averages 20–25 minutes, before he must return to the colony to refuel with honey. While at the site, the drones fly around passively, waiting for the arrival of a virgin. When the virgin queen arrives to the congregation area, the drones locate her by visual and olfactory cues. At this point, it is a race to mate with the virgin queen, to be genetically represented in the newly founded colony. The swarming drones, as they actively follow the queen, reportedly resemble a "drone comet", dissolving and reforming as the drones chase the virgin queen. Drones greatly outnumber the quantity of virgin queens produced per season, so even with multiple mating by the queen, very few drones mate successfully (estimated at less than one in 1,000). If needed, a virgin queen can embark on multiple "nuptial flights", to be sure to receive enough semen from enough drones.
Жабайы құрт
Varroa destructor – паразит митесі, аралардың қанатындағы жұмыртқалық ұяшаларда көбейеді. Varroa митесі еркек араның жұмыртқалық ұяшаларын артық жақсы көреді, себебі олар ұзақ даму кезеңін қамтамасыз етеді, бұл оның өзінің көбеюі үшін маңызды. Varroa митесінің санын бақылау үшін, қақталған еркек араның жұмыртқалық ұяшаларын алып тастап, одан кейін ұяшаны тоңазыту немесе қыздыру қажет.
Varroa destructor, a parasitic mite, propagates within the brood cell of bees. The Varroa mite prefers drone brood as it guarantees a longer development period, which is important for its own propagation success. The number of Varroa mites can be kept in check by removing the capped drone brood and either freezing the brood comb or heating it.