Многие научные гипотезы, а затем и законы, были открыты при наблюдении за животными. Первые приспособления для парапланирования человека в воздухе были скопированы с крыльев птиц и насекомых. Ученые разбирали принцип полета того или иного живого существа и старались объяснить это с научной точки зрения. И лишь совсем недавно они смогли понять, почему шмель летает.
На заметку!
Внимание исследователей и людей науки привлекло маленькое насекомое, которое, вопреки всем известным на тот момент законам физики, летает. Его объемное тело, форма которого не отвечает аэродинамическим условиям, никак не стыковалось с маленькими невзрачными крылышками. Все в один голос утверждали, что не может летать с такими физическими данными.
Ошибочная гипотеза
Математическими формулами и законами аэродинамики объясняли полеты многих насекомых:
- бабочек;
- пчел;
- жуков и многих других.
Аэроанализу подвергали любое летающее живое существо и после некоторых вычислений становилось ясно, как оно летает. Когда очередь дошла до шмеля, который является ближайшим родственником пчелы, ученые зашли в тупик. Они пытались применить формулы, по которым рассчитывается подъемная сила, действующая на самолет.
На заметку!
Нет ничего удивительного в том, что эти формулы никак не подходили к полету насекомого. Площадь поверхности его крыльев была слишком мала, чтобы создать силу, способную поднять грузное тело. Никакой речи о планировании в потоке воздуха здесь не было. Вывод был однозначный и курьезный: шмель не может летать.
Все дело в крыльях
Наука и техника не стояли на месте и вскоре к вопросу о полете шмеля вернулись. Теперь к решению этой задачи подошли более тщательно, записав на видеокамеру, как летает шмель. С помощью современной аппаратуры удалось рассмотреть все движения крыльев насекомого в замедленном действии и начать строить новую гипотезу.
На видеозаписи специалисты разглядели принцип движения крыльев. Маленькие и невзрачные, они совершали очень необычные взмахи. Помимо возвратно-поступательных движений они одновременно совершали еле заметные колебательные вибрации, похожие больше на мелкую дрожь. Именно эти высокочастотные колебания стали причиной полета насекомого.
Интересно!
Во время наблюдений за движением крыльев мохнатого родственника пчелы было подсчитано, что он совершает ими 300-400 взмахов в секунду.
Благодаря этим микровибрациям крылышек вокруг их концов создаются завихрения воздуха с переменным значением плотности. Разница в плотности потоков воздуха и создает подъемную силу, действующую на насекомое. Такими завихрениями не обладают взмахи крыльев бабочки или пчелы, поэтому изначально к данному выводу не смогли прийти.
Доказательная база от ученого-физика
Впервые научно-обоснованное заключение по полету шмеля было представлено всеобщему обозрению в середине прошлого столетия. Женщина-физик Чжэн Джейн Ван, работающая в известном Корнеллском университете США, привела доказательную базу по образованию подъемной силы за счет завихрений.
Физик потратила немало времени на тщательные исследования по этому вопросу, и к ее гипотезе не было возражений. Еще она отметила, что основной ошибкой ученых, уверяющих, что по законам физики шмель не может летать, было отсутствие достаточных знаний в определенных разделах аэродинамики.
Применение формул, по которым рассчитывается полет авиалайнера со статичным состоянием крыльев, невозможно к расчету полета насекомого, которое активно машет крылышками в нескольких плоскостях. Такое движение в воздухе является ярким примером раздела нестационарной газово-вязкой динамики.
Итогом всех этих исследований стало окончательное заключение, что мохнатый родственник пчелы летать может. Интересней тот факт, что насекомое и без этих сложных и долгих умозаключений великих умов как летало, так и продолжает летать. Даже если впоследствии появится новая гипотеза аэродинамики шмеля, он все равно будет совершать свои ежедневные полеты, несмотря ни на что.
Шмель – это членистоногое насекомое, которое относится к подклассу крылатые насекомые, инфраклассу новокрылые насекомые, надотряду насекомые с полным превращением, отряду перепончатокрылые, подотряду стебельчатобрюхие, семейству пчелы настоящие, роду шмели (лат. Bombus).
Свое название шмель получил благодаря издаваемому во время полета звуку. Общеславянский корень кем- или чем- обозначал «гудеть, хрипеть». От него путем звукоподражания возникло древнерусское слово «чьмель». Со временем это слово преобразовалось в «шмель». От этого же слова произошло название другого насекомого – .
Шмель – описание, строение, характеристика. Как выглядит шмель?
Шмели – довольно крупные, красивые, яркоокрашенные насекомые. Самки крупнее самцов. В среднем длина тела самки – от 13 до 28 мм, размер шмеля самца варьируется от 7 до 24 мм. Некоторые виды, такие как шмель степной (лат. Bombus fragrans), вырастают до 35 мм в длину. Вес матки шмеля может достигать 0,85 г, рабочие особи весят от 0,04 до 0,6 г. При этом насекомые могут переносить количество пыльцы, равное их собственному весу.
Туловище шмеля толстоватое и тяжелое. Крылья насекомого относительно небольшие, прозрачные, состоящие из двух синхронно движущихся половинок. Шмель машет крыльями со скоростью около 400 взмахов в секунду. Траектория движения каждого крыла напоминает овал, который движется под большим углом. При каждом взмахе крылья шмеля переворачиваются, занимая немного другое положение: когда крыло идет вниз, его верхняя часть направлена вверх, и наоборот. Скорость шмеля достигает 3-4,5 метров в секунду (10,8-16,2 км/ч).
Голова самки слегка удлиненная, широкозакругленная на затылке. У самца она треугольная или почти округлая, с хорошо заметной пунктирной линией на темени и лицевой части.
Шмели обладают мощными, перекрывающимися при сближении, челюстями-жвалами, которые используют для перегрызания растительных волокон и формирования сот. Насекомое может кусаться, используя челюсти для защиты.
Глаза шмеля голые, не покрытые ворсинками, расположены по прямой линии. Усики самцов длиннее, чем у самок.
Шмели имеют хоботок, при помощи которого они собирают нектар. У разных видов он имеет различную длину: например, у малого земляного шмеля (лат. Bombus lucorum) его длина равна 7-10 мм, а у садового (лат. Bombus hortorum) – 18-19 мм. Такие размеры хоботка позволяют шмелям добывать нектар с цветов, имеющих глубокий венчик, таких, как цветы клевера.
Брюшко шмелей не подогнуто к вершине. В конце брюшка у самок находится жало. У самца жала нет, на его месте располагаются темно-коричневые, сильнохитинизированные гениталии. В спокойном состоянии жало шмеля не видно. Оно полое внутри и, в отличие от пчелиного, гладкое, без зазубрин. При укусе самка шмеля прокалывает кожные покровы врага, выпускает капельку яда и вытаскивает жало обратно. Таким образом, шмель может жалить многократно и без вреда для себя. При этом жало пчелы остается в теле укушенного, а сама она погибает.
Шмели имеют 6 лапок. У самки на гладкой наружной поверхности задних голеней есть «корзиночка» для сбора пыльцы – площадка, окруженная жесткими прямыми волосками. У самца задние голени обычно расширены на вершине, и, в зависимости от вида, их наружная поверхность более или менее густо опушена и выпукла.
Волоски, которыми покрыто тело шмеля, имеют черный, белый, желтый, оранжевый, красноватый или серый цвет. Окрас насекомого обычно полосатый. Редко встречаются полностью черные шмели. Считается, что расцветка напрямую связана с балансом между маскировкой и терморегуляцией тела. У каждого вида шмеля своя, строго определенная окраска, по которой его легко отличить.
Что едят шмели?
Представители рода шмелей собирают пыльцу и нектар с многих видов растений, то есть являются политрофными. Для кормления личинок шмели используют не только свежий нектар, но и мед, который делают сами. Мед шмелей жиже пчелиного, более светлый и легкий, менее сладкий и пахучий. Он содержит более 20% воды и плохо хранится.
Где живут шмели в природе?
Шмели обитают на всех материках, кроме Антарктиды. В Северном полушарии они распространены преимущественно в умеренных широтах, но ареал обитания некоторых видов заходит за Полярный круг (например, шмель полярный (лат. Bombus polaris), шмель северный (лат. Bombus heperboreus)). Они встречаются в тундре, на Чукотке, Аляске, Новой Земле, Шпицбергене, Гренландии и на других арктических островах, находящихся менее чем в 900 км от Северного полюса. Шмелей можно встретить высоко в горах – в альпийских лугах, у самых границ ледников всех основных горных систем мира (шмель лапландский (лат. Bombus lapponicus), шмель балтийский (лат. Bombus balteatus) и т.д.). Предпочитая более прохладные места, шмели редко встречаются в тропиках: 2 вида в Амазонии (Bombus atratus и Bombus transversalis) и несколько разновидностей в тропической Азии. В Южной Америке, кроме Амазонии, они широко расселены в умеренных широтах. На Северо-западе Африки живет земляной шмель (лат. Bombus terrestris), а на юге, в жарких пустынях и в тропиках представителей рода шмелей нет. Шмели обитают во многих районах Азии. Считается, что Азия – это родина всех пчел.
В начале ХХ века подземных (лат. Bombus subterraneus) и садовых шмелей (лат. Bombus hortorum) завезли из Англии в Австралию и Новую Зеландию для опыления клевера. В Новой Зеландии в настоящий момент летают несколько видов шмелей (Bombus terrestris, Bombus hortorum, Bombus subterraneus, Bombus ruderatus). В Австралии шмели обитают лишь в штате Тасмания, и их запрещено интродуцировать в другие штаты или ввозить из других стран.
Шмели – самые холодостойкие представители семейства настоящих пчел. Способность шмелей выживать в холодных районах и их нелюбовь к жарким тропикам связаны с особенностями их терморегуляции. Температура тела шмеля может достигать 40 градусов, превышая температуру окружающей среды на 20-30 градусов. Это повышение происходит благодаря тому, что шмель быстро сокращает мышцы груди, не двигая крыльями. Это как раз и становится источником громкого жужжания, исходящего от насекомого. То есть когда шмель гудит или жужжит, он согревается. Прекращая двигаться, насекомое начинает остывать.
Гнездо шмеля.
Свои гнезда шмели строят под землей, на земле и над землей.
- Гнезда под землей.
Большинство видов шмелей гнездятся под землей. Они устраиваются в норах различных грызунов и кротовинах. Известно, что запах привлекает самку шмеля. В норке грызунов находится материал для утепления шмелиного гнезда: шерсть, сухая трава и прочие подобные материалы. К шмелям, гнездящимся под землей, относятся каменный, подземный, норный, садовый, пестрый, большой земляной шмели.
Взято с сайта: urbanpollinators.blogspot.ru
- Гнезда на земле.
Такие виды, как шмель Шренка, лесной, полевой, луговой, моховой и другие, строят свои гнезда на земле: в траве, в моховых кочках, в брошенных птичьих гнездах, под растительными остатками.
- Гнезда над землей.
К видам, гнездящимся над поверхностью земли: в дуплах деревьев, скворечниках, постройках, относятся следующие разновидности шмелей: городской, дупловатый, йонеллус. Некоторые виды, такие как конский, луговой, реже каменный шмели, способны строить гнезда и в норах, и на земле.
Форма подземных и надземных гнезд зависит от полости, которую использует шмель. Наземные гнезда обычно имеют форму сферы. Гнездо утепляется сухой травой и мхом, укрепляется воском. Насекомые выделяют его с помощью специальных брюшных желёз, затем лапками счищают с брюшка тоненькие восковые полоски, кладут их в рот, разминают челюстями и лепят из податливого материала все, что угодно. Воск выделяет самка-основательница, а в будущем и рабочие шмели. Таким образом, над гнездом создается восковой купол, препятствующий проникновению влаги, и маскируется вход для защиты от вторжения шмелей-кукушек и других ненужных соседей.
Шмели поддерживают температуру в гнезде в пределах 30-35 градусов. Если становится слишком жарко, они устраивают вентиляцию, начиная часто махать крыльями у входа в жилище.
Жизнь шмелей в природе.
Шмели – общественные насекомые. Почти как все пчелы, они живут семьями, которые состоят из:
- крупных плодящих маток,
- более мелких рабочих шмелей,
- самцов.
При отсутствии матки рабочие самки тоже могут откладывать яйца.
Обычно семья шмелей живет всего 1 год: с весны до осени. Она гораздо меньше пчелиной, но все же насчитывает 100-200, а иногда и 500 особей. В искусственных условиях удавалось получить семьи численностью до 1000 особей. У некоторых видов шмелей (например, лугового шмеля Bombus pratorum) жизненный цикл укорочен, и семья распадается уже в июле, при этом часть самок уходит на зимовку, а часть основывает новые семьи. Этот вид дает два поколения семей за лето, что является редким явлением. На юге Норвегии существует вид Bombus jonellus, который даже в этих широтах также дает два поколения. В субтропиках и тропиках самки-основательницы закладывают гнезда круглый год, но семьи, тем не менее, получаются однолетние и распадаются с гибелью королевы. И только в бассейне Амазонки живет вид Bombus atratus, семьи которого существуют по нескольку лет.
У шмелей, как и у других общественных насекомых, работы в гнезде распределены между членами семьи. Рабочие особи приносят еду, кормят личинок, чинят и охраняют гнездо. Среди них тоже происходит разграничение. Обычно более крупные рабочие шмели летают за кормом и ремонтируют гнездо снаружи, а те, кто поменьше, занимаются кормлением личинок и внутренней починкой гнезда. Разные виды шмелей производят кормление разными способами:
- Одни (лесной, моховой, подземный шмели и другие) лепят из воска карманы на личиночниках (коммунальных личиночных ячейках), складывают туда пыльцу и нектар, а затем головой проталкивают их вглубь, под личинок.
- Другие (городской, земляной, каменный шмели и другие) отрыгивают смесь нектара и пыльцы через временные отверстия в личиночнике.
Рабочие шмели могут менять свою квалификацию в зависимости от нужд гнезда. Кроме того, если матка шмеля погибает, то рабочие самки начинают сами откладывать яйца. Самцы, вылетев из гнезда, уже в него не возвращаются. Их функция заключается в оплодотворении самок. Самка-основательница, или матка, изначально строит и чинит гнездо, откладывает яйца, кормит личинок, пока не появляются рабочие. После их появления она уже не вылетает за кормом, а занимается только откладыванием и согреванием яиц, а также участвует в кормлении личинок.
Как размножаются шмели?
Существуют 4 стадии развития шмелей:
- Яйцо,
- Личинка,
- Куколка,
- Имаго (взрослая особь).
Весной перезимовавшая и оплодотворенная самка вылетает из своего убежища и в течение нескольких недель активно кормится, готовясь к гнездованию. Когда в яичниках самки начинают вызревать яйца, она подыскивает место для гнезда, летая над землей и тщательно осматриваясь. Найдя подходящее место, матка начинает строительство гнезда. У входа в гнездо самка-основательница лепит восковую чашу, так называемый «медовый горшок», который она наполняет нектаром. Это запас на случай плохой погоды, когда она не сможет вылететь. В центре гнезда матка формирует комок из смеси пыльцы и нектара (пергу), покрывает его воском и откладывает внутрь 8-16 яиц. Происходит это в течение 2-3 дней. Яйца шмеля имеют вытянутую форму, 0,5 - 1 мм в диаметре и 2-4 мм в длину.
Через 3-6 суток выводятся личинки шмелей, которые быстро растут, питаясь пергой и пыльцой, приносимой самкой. Растягивая восковую оболочку, личинки прорывают ее, а самка (а затем и рабочие особи) постоянно ее чинит. Такая восковая ячейка называется личиночником и характерна для шмелей.
Уже через 10 - 19 дней личинки шмеля плетут кокон и окукливаются. После этого матка снова формирует комок из пыльцы и нектара, размещает его поверх личиночника и откладывает еще до десятка яиц.
Через 10-18 дней молодняк выходит из коконов, прогрызая их. Некоторые шмели потом используют пустые коконы для хранения меда и пыльцы. Таким образом, первый приплод появляется через 20-30 дней после откладывания яиц - это молодые рабочие особи. С их появлением матка уже почти не вылетает за кормом из гнезда. Она лишь откладывает яйца и помогает в кормлении личинок, в то время как рабочие особи собирают нектар и выполняют другие функции. Шмели не используют ячейки для выведения молоди дважды, а каждый раз строят новые ячейки на полуразрушенных старых. В результате, шмелиное гнездо имеет неряшливый и беспорядочный вид, в отличие от строго упорядоченного гнезда пчел.
Слева гнездо шмеля; справа гнездо пчелы, автор фото: Ma Hzi Wong, CC BY 3.0
Образ жизни шмелей в конце лета.
В конце лета наступает период зрелости семьи. В нормальных условиях матка, отложив 200-400 яиц, из которых появляются рабочие, начинает откладывать яйца, из которых рождаются самцы и будущие самки-основательницы.
Самцы 3-5 дней от роду вылетают из гнезда и свою короткую жизнь проводят вне его, ночуя на растениях. Брачное поведение самцов разных видов различно:
- Самцы подземного, малого каменного и других видов шмелей поджидают самку у входа в гнездо и спариваются с вылетающей самкой.
- Земляные, садовые, лесные и другие шмели летают по определенному маршруту и останавливаются в определенных точках, над которыми долго висят, трепеща крыльями в воздухе, а также присаживаются на землю. В этих так называемых «точках жужжания» шмели самцы оставляют капельки секрета, выделяющегося из мандибулярных желез, находящихся у основания верхней пары челюстей. Запах этого секрета помогает им ориентироваться и привлекает самок. Там же происходит спаривание.
- Некоторые разновидности шмелей выбирают заметные ориентиры на местности: камни, стволы деревьев, группы цветущих растений, летают над ними и спариваются с приближающимися самками, которые привлекают мужских особей своим видом и запахом.
Вскоре после спаривания самцы погибают, а оплодотворенные самки прячутся в укромные места для зимовки. Зимуют шмели в земле. Для этого они на сухих участках с мягкой почвой выкапывают норки глубиной 5-10 см. Весной они выбираются из своих укрытий и летят на поиски места для строительства гнезда.
Сколько живет шмель?
Средняя продолжительность жизни рабочего шмеля составляет около двух недель. Погибают шмели по разным причинам, в том числе и из-за того, что быстро изнашивают себя при сборе корма. Шмели-самцы живут не более месяца и умирают вскоре после спаривания. Будущие самки-основательницы после оплодотворения уходят на зимовку. Перезимовав, основав гнездо, отложив яйца и выкормив личинок, королева шмелей погибает.
Виды шмелей, фото и названия.
По разным данным в мире существует около 300 разновидностей шмелей. Ниже приведено краткое описание некоторых из них.
- Шмель луговой (лат. Bombus pratorum) распространен в Европе, России (на Урале, на Кавказе, в Закавказье, в Сибири (к Востоку до Прибайкалья)), в Восточном Казахстане. Это не очень большой вид шмелей: самки достигают 15-17 мм, рабочие особи вырастают до 9-14 мм, а самцы имеют длину около 11-13 мм. Головка насекомых темная, за ней расположен ярко-желтый воротник. Спинка темная, на брюшке идет вначале желтая, затем черная полоски, низ ярко оранжевый. Шмели этого вида одними из первых вылетают весной с зимовки. За лето они могут создать два поколения. Питание шмели собирают с цветков в редколесье. Гнездятся насекомые на поверхности почвы или в кустах. Луговые шмели агрессивны по отношению к другим видам, могут напасть или даже сбить на лету.
- - вид шмелей, обитающий в Евразии: от Западной Европы до Дальнего Востока России, на Сахалине, в Китае, на Тайване. Тело насекомых короткое: самки 10-22 мм, рабочие 9-15 мм, самцы 12-16 мм. Шмель городской имеет рыжую грудку, на брюшке расположена черная перевязь и белый кончик. Городской шмель гнездится надземно, нередко в постройках, скворечниках, дуплах. Этот вид шмелей включен в некоторые региональные Красные книги России.
- Шмель степной (лат. Bombus fragrans ) – это очень крупное насекомое: длина тела самок составляет 32-35 мм, самцов - 21 мм. Щёки насекомого почти квадратные. Опушение короткое, равномерное. Цвет шмеля бледновато-серовато-желтый с черной перевязью между крыльями. Живут насекомые в Восточной Европе: Восточной Австрии, Словакии, Венгрии, Украине; в Азии: на востоке Турции, в Северном Иране, Закавказье, Казахстане, предгорьях и межгорных долинах Тянь-Шаня, на севере Монголии. В России степные шмели обитают в лесостепях и степях европейской части и Западной Сибири, в степях Алтая, в Красноярском крае. Степной шмель живет в равнинных, предгорных и горных степях, на лугах лесостепной зоны. Гнезда устраивает в норах грызунов в земле. Шмель степной занесен в Красные книги России и Украины.
- Шмель подземный (лат. Bombus subterraneus) – теплолюбивое насекомое с удлиненным телом и длинным хоботком. Самки достигают 19-22 мм, рабочие особи вырастают до 11-18 мм, самцы – до 14-16 мм. Желтый цвет в окрасе насекомого тусклее, чем у шмелей других видов, темные полосы убывают к концу брюшка, переходя в грязно-белый цвет. Подземный шмель распространен в Европе от Великобритании и Испании до Урала и Кавказа, в Азии, в Закавказье, горах Южной Сибири, Восточного Казахстана и Монголии. Это один из четырех видов шмелей, завезенных из Великобритании в Новую Зеландию для опыления клевера. Свое название этот вид шмелей получил из-за того, что устраивает гнезда в заброшенных норах грызунов. Самки с зимовки вылетают в конце мая.
- Шмель красноватый (щебневый)
(лат.
Bombus ruderatus)
имеет средние размеры туловища: длина тела самок-основательниц достигает 18-20 мм. Самцы и рабочие особи вырастают до 12-16 мм в длину. Голова у насекомых яйцевидная, сильно вытянутая, щеки длинные. Крылья самок слегка затемнены. Грудка шмеля желтая, с черной полоской посредине, брюшко черное.
Красноватый шмель населяет всю Южную и Центральную Европу, Украину, европейскую часть РФ до Урала, Малую Азию, Северную Африку, Азорские острова. Обитает на пустырях, в луговых степях, создавая гнезда подземного типа. Это редкий вид шмелей, численность которого крайне низкая.
- Шмель моховой (лат. Bombus muscorum). Его ареал: Европа, Урал и Сибирь, кроме заполярных районов, Передняя Азия, Кавказ, Казахстан, Тянь-Шань, Монголия, север Китая, Приамурье, Приморский край. Самки имеют длину 18-22 мм, рабочие - 10-15 мм и самцы - 12-15 мм. Окрашен в ярко-золотисто-желтый цвет, спинка оранжевая. Некоторые особи однотонные - светло-коричневые. Брюшко светлее груди. На спинке ровно «подстриженная» шерстка. Этот вид строит гнезда наземного типа, представляющие собой полую кочку из стеблей травы диаметром 20-25 см. В России моховой шмель внесен в региональные Красные книги.
- имеет следующие окрас: верх груди черный, спинка с рыжевато-желтой перевязью. Брюшко с черными, рыжевато-желтыми и белыми перевязями. Матки достигают 19-23 мм (до 27 мм) в длину, рабочие особи вырастают до 11-17 мм, самцы – до 11-22 мм. Земляные шмели обитают в Европе (кроме северо-восточных районов), Передней Азии, на Кавказе, юге Урала и Западной Сибири, в Средней Азии, на северо-западе Африки. Гнездятся подземно. В конце ХХ века была разработана технология промышленного разведения данного вида насекомых. Земляной шмель приносит очень большую пользу и широко используется для опыления различных сельскохозяйственных культур: прежде всего томатов, перца, баклажанов, перекрестноопыляемых огурцов и в тепличных хозяйствах. Вибрируя, шмель вызывает осыпание клейкой пыльцы томатов и переносит ее на другие цветки. Это обеспечивает почти 100% завязываемость плодов. Также земляной шмель очень хорошо опыляет цветы голубики и клюквы, но малоэффективен для опыления клевера. Его короткий хоботок не может достать нектар, и шмель прогрызает цветок сбоку, минуя пыльники. За это его прозвали «шмель-оператор». У этого вида большие семьи, включающие до 500 рабочих особей. В теплицах земляные шмели живут в специальных улейках в течение 1,5-2 месяцев.
- Армянский шмель (лат. Bombus armeniacus) - это редкий вид шмелей, занесённый в Красную книгу России и Украины. Обитает на равнинных, предгорных и горных степях, лесостепях, на окраинах сосновых лесов. Встречается в Восточной Европе, Малой Азии, Северном Иране, Закавказье, Казахстане, Средней Азии, Западном Китае. Длина тела шмеля составляет 21-32 мм. Насекомое имеет коричневые крылья и сильно удлиненные щеки. Голова, перевязь на спинке между основаниями крыльев, задний сегмент брюшка и ноги шмеля черные, остальные части тела светло-желтые. Армянский шмель опыляет бобовые и сложноцветные растения.
- – небольшое насекомое, имеющее более тусклую окраску, чем другие виды. Общий тон окраски сероватый. Это теплолюбивый вид, который обитает в суходольных и пойменных лугах лесостепей. Гнёзда строит из сухой травы и мха преимущественно на поверхности земли или использует норы грызунов на прогреваемых солнцем склонах. Семьи иногда бывают весьма многочисленными. Лесные шмели опыляют овощные и плодово-ягодные культуры, клевер, люцерну.
- распространен в Европе, на Урале, в Сибири, на Дальнем Востоке, в Закавказье. Завезен в Исландию и Новую Зеландию. Матки имеют размеры 18-24 мм, рабочие особи 11-16 мм, самцы 13-15 мм. Грудка насекомого желтая с черной полосой между основанием крыльев. Брюшко черное с желтой полосой в верхней части и белым низом. Садовый шмель имеет длинный хоботок и гнездится под землей в старых норах грызунов. Охотно заселяет искусственные подземные гнездовья. Кормится в сенокосных угодьях и низкорослых кустарниках. Садовые шмели – это отличные опылители лугового клевера.
- Шмель обыкновенный (изменчивый) (лат. Bombus soroeensis) обитает на западе Европы и некоторых областях европейской части России. Вид занесен в красную книгу России. Самцы достигают размеров 13 см в длину, рабочие шмели вырастают до 12 мм, матка имеет размер около 16 мм. Окрас насекомого черный с 2 желтыми полосками. Конец брюшка белого цвета, зачастую белые волоски перемежаются с оранжевыми.
Кстати, черный шмель с синими крыльями – это фиолетовый шмель-плотник (лат. Xylocopa violacea) . Он вовсе не относится к роду шмелей, а относится к роду пчёл-плотников.
- Род Шмели во многих отношениях близкий медоносным пчёлам.
- В мире известно около 300 видов шмелей из примерно 40 подродов, обитающих в Северной Америке, Северной Евразии, Северной Африке, а также в горах некоторых других регионов.
- Шмели отсутствовали в Австралии.
- Шмели жалят не так больно, как и . Кроме того, они гораздо миролюбивее, и менее поворотливы. Поэтому на их гнезда часто нападают , и поедают шмелиный мед, личинок и куколок.
- У шмеля при работе сильных грудных мышц выделяется много тепла, и температура его тела поднимается до 40 °С, превышая температуру окружающей среды на 20-30 °С. Поэтому иногда этих животных называют теплокровными . Это позволяет шмелям вылетать рано утром и собирать первый нектар, когда воздух ещё недостаточно прогрелся.
- Шмелю не обязательно пускаться в полёт, чтобы согреться, он может, оставаясь на месте, быстро сокращать мышцы, производя при этом характерный гудящий звук. Шмели – одни из самых холодостойких насекомых.
- Быстрое повышение температуры тела даёт шмелям определённое конкурентное преимущество перед другими видами насекомых.
- «Теплокровность» позволяет шмелям обитать в условиях очень сурового климата – высоко в горах и в тундрах.
- Шмели – общественные насекомые. Обычно в крупных шмелиных гнёздах бывает 100 - 200 особей.
- Гнездо (Бомбидарий) устраивают подстилке, дуплах, в почве, брошенных гнёздах грызунов или птиц. Для этой цели подойдет гнездо белки, скворечник покинутая мышиная норка, моховая кочка, дупло.
- Семьи шмелей образуются только на лето. Самки у них разделяются на более крупных плодящих маток и мелких бесплодных рабочих, выполняющих в гнезде все основные работы.
- Перезимовавшая самка шмеля (матка) ранней весной находит место для гнезда. Обложив гнездо снаружи мхом или сухими травинками, самка делает внутри первую круглую восковую ячейку. Она помещает в ячейку небольшой запас пищи – смесь цветочной пыльцы с медом – и откладывает несколько яиц. Запечатав эту ячейку, матка строит следующие.
- Ячейки шмеля не отличаются такой правильной формой, как у медоносных пчёл.
- В первой ячейке тем временем выводятся личинки. Когда они съедают запас пищи, самка в ячейке прогрызает отверстие, через которое кормит личинок. Через полторы-две недели личинки начинают ткать овальные шелковые коконы и превращаются в куколок. Из куколок появляются более мелкие не размножающиеся самки, которые сразу же включаются в работу: собирают корм и кормят им личинок, достраивают гнездо.
- Старые коконы беспорядочно расположены в один этаж на дне гнезда. Они служат для хранения запасов меда. Сотов, как у пчел или ос, в шмелином гнезде нет.
- После появления первых рабочих шмелей матка редко покидает гнездо (её основная обязанность откладывать новые яйца).
- В отличие от медоносных пчёл, в гнёздах шмелей запасы пыльцы и мёда невелики, они нужны лишь для того, чтобы его население не голодало при наступлении ненастья.
- Шмели в холодную погоду дружно «гудят» в гнезде, поднимая температуру до комфортных 30-35 °С.
- Из отложенных яиц ближе к осени выводятся способные к размножению самки и самцы. Самцы, оплодотворив самок, скоро погибают, а самки перезимовывают, чтобы следующей весной основать новую семью.
- Развитие у шмелей проходит в одном поколении.
- Время появления шмелей точно не известно. Самые ранние окаменелости рода Bombus датируются Олигоценом (38 - 26 млн лет), но время возникновения группы пока точно неизвестно. Окаменелость шмеля является очень редкой находкой, поскольку попасть в смолу такому большому насекомому, чтобы полностью потом быть окутанным ею и отвердеть в янтарь, очень сложно. Находки указывают на Азию, как место, где впервые появились шмели. До сих пор в этой части света обитает наибольшее разнообразие шмелей.
- Шмели носятся неустанно от цветка к цветку и поэтому являются ценнейшими опылителями. Особенно большое значение имеют они как опылители клевера. Когда в Австралии начали возделывать клевер, он хорошо цвел, но не приносил семян. Так продолжалось до тех пор, пока туда не привезли из Европы шмелей.
- Изображение шмеля на гербе коммуны Хуммельталь в Баварии ФРГ
- Изображение шмеля на гербе волости Хуммули Эстония
Перепончатокрылых насекомых невозможно не заметить практически в любой природной зоне, кроме островов высоких арктических широт и Антарктики. Всевозможные осы, пчелы, шмели, муравьи, разнообразные наездники, рогохвосты и пилильщики — вот далеко не полный перечень представителей этого отряда, одного из крупнейших на нашей планете. Всего их известно более 100 тыс. видов, из них около 15 тыс. обитает на территории России.
У всех крылатых перепончатокрылых две пары прозрачных, лишенных чешуек, перепончатых крыльев. Передняя пара крыльев у них развита больше, чем задняя. Передние крылья в полете сцепляются с задними, и это позволяет перепончатокрылым летать быстрее.
Шмели - это крупные густоопушённые пчёлы. Иногда их называют теплокровными насекомыми, потому что при работе сильных грудных мышц шмеля выделяется много тепла, и температура его тела поднимается до 40 °С, превышая на 20—30 °С температуру окружающей среды. Чтобы согреться, шмелю не обязательно пускаться в полёт, он может, оставаясь на месте, быстро сокращать мышцы, производя при этом характерный гудящий звук. «Теплокровность» позволяет шмелям обитать в условиях очень сурового климата - в тундрах и высоко в горах. Шмели обитают в Евразии, Африке и Америке, но они отсутствовали в Австралии.
Шмели очень полезные насекомые. Их гнезда нужно всячески охранять. Шмели неустанно носятся от цветка к цветку и поэтому являются ценнейшими опылителями. Особенно большое значение имеют они как опылители клевера. Когда клевер начали возделывать в Австралии, он хорошо цвел, но не приносил семян. Так продолжалось до тех пор, пока туда не привезли из Европы шмелей.
Приспособлены для опыления шмелями и другие виды бобовых. Под тяжестью шмеля нижняя часть их сложно устроенного цветка (так называемая лодочка) опускается, открывая доступ к нектару. В тундрах, например, где шмели являются основными опылителями, летающими даже в холодную пасмурную погоду, представители семейства бобовых являются одной из самых многочисленных и разнообразных групп двудольных растений.
Обычно семьи шмелей, состоящие из матки и нескольких сотен рабочих, образуются только на лето. Гнёзда шмели устраивают в земле или в другом удобном месте. Покинутая мышиная норка, моховая кочка, дупло, гнездо белки, скворечник — все годится для этой цели.
Ранней весной перезимовавшая самка шмеля находит место для гнезда. Обложив гнездо снаружи сухими травинками или мхом, самка делает внутри первую круглую восковую ячейку. В ячейку она помещает небольшой запас пищи — смесь цветочной пыльцы с медом — и откладывает несколько яиц. Запечатав эту ячейку, матка строит следующие,которые не отличаются такой правильной формой, как у медоносных пчёл.
Тем временем в первой ячейке выводятся личинки. Когда они съедают запас пищи, самка прогрызает в ячейке отверстие, через которое кормит их. Спустя полторы-две недели личинки начинают ткать шелковые овальные коконы и превращаются в куколок. Из куколок выводятся мелкие рабочие шмели (более мелкие не размножающиеся самки), которые сразу же включаются в работу: достраивают гнездо, собирают корм и кормят им личинок. Сотов, как у пчел или ос, в шмелином гнезде нет. Старые коконы беспорядочно расположены в один этаж на дне гнезда. Они служат для хранения запасов меда. После этого матка редко покидает гнездо (её основная обязанность откладывать новые яйца).
В холодную погоду они дружно «гудят» в гнезде, поднимая температуру до комфортных 30-35 °С. В отличие от медоносных пчёл, запасы мёда и пыльцы в гнёздах шмелей невелики, они нужны лишь для того, чтобы его население (оно редко превышает 100-200 особей) не голодало при наступлении ненастья. Ближе к осени из отложенных яиц выводятся способные к размножению самки и самцы. Развитие у шмелей проходит в одном поколении. Самцы, оплодотворив самок, скоро погибают, а самки перезимовывают, чтобы следующей весной основать новую семью.
У рабочих шмелей и маток на задних лапках есть аппарат для собирания пыльцы; он состоит из «корзиночки» и «щеточки». Пачкаясь в цветочной пыльце, шмели переносят ее с цветка на цветок и опыляют растения. Нижние челюсти и губы у шмеля сильно вытянуты и образуют лакающий аппарат, или хоботок. У шмеля хоботок длиннее, чем у большинства других пчелиных, и с его помощью шмели могут добывать сладкий нектар из цветков с глубокими и узкими венчиками, например с клевера.
Шмели жалят не так больно, как осы и пчелы. Кроме того, они менее поворотливы и гораздо миролюбивее. Поэтому на их гнезда часто нападают мыши, барсуки, лисицы и поедают шмелиный мед, личинок и куколок. Для популяций шмелей критическими факторами оказались распашка земель и обработка угодий пестицидами. Исчезают цветущие луга, применяются удобрения — и все реже гудят весной неутомимые труженики-шмели. В наиболее тяжелом положении оказались популяции шмеля степного, имеющего сегодня статус очень редкого вида.
Шмель степной (Bombusfragrans) относится к отряду Перепончатокрылые (Hymenoptera), семейству Пчелы (Apidae). Его ареал охватывает степную и лесостепную зоны европейской территории России, а также юг Западной Сибири. Гнезда устраивает в земляных норках. Лет наблюдается в мае — сентябре. В качестве корма шмели используют пыльцу и нектар травянистых растений из семейства губоцветных, бобовых и сложноцветных. Охраняется в заповедниках — Центрально-Черноземном и Галичья Гора.
Шмель изменчивый (Bombus proteus). Распространен в лугах и луговых степях верхнего течения Оки и в бассейне Дона. Лет характерен с середины апреля до сентября. Шмели питаются и выкармливают личинок пыльцой и нектаром травянистых растений, главным образом из семейства бобовых и сложноцветных. Популяции крайне малочисленны, особенно в северных частях ареала. Химическая обработка угодий в лесостепных районах подвела к критической черте существование этого вида.
Шмель необыкновенный (Bombus paradoxus) встречается на юге Западной Сибири. Численность популяций здесь находится на критически низком уровне, впрочем, как и в других частях ареала (юг европейской территории, предгорья Алтая). Подобно другим видам шмелей, семьи шмеля необыкновенного развиваются в одном поколении в весенне-летний период, а зимуют оплодотворенные самки. В последние десятилетия шмель необыкновенный встречался очень редко.
Армянский шмель (Bombus armeniacus) изредка встречается по краям оврагов и балок, опушкам остепненных боров. Эти степные «неудобья» не тронул плуг, но не обошли стороной пестициды. Шмели устраивают гнездовые норки в почве. Выкармливают личинок и питаются сами пыльцой и нектаром цветковых растений (губоцветные, бобовые, сложноцветные).
Шмель редчайший (Bombus unicus) населяет Приморский край и Приамурье. Численность популяций крайне низкая и продолжает неуклонно сокращаться. За пределами России не встречается. Подлежит строгой охране.
Шмель-отшельник (Bombus anachoreta) встречается на юге Приморского края, где поселяется на небольших лугах, лесных опушках и полянах. Численность этого вида насекомых находится на критически низком уровне в связи с интенсивным выпасом скота и сенокошением — и то и другое приводит к гибели гнезд.
Шмель (Bombus)
| Величина | Длина тела рабочей самки 1,1—1,7 см, трутня — 1,4—1,6, плодущей матки — 2—2,3 см |
| Признаки | На груди и брюшке густые волоски образуют черные, рыжие и белые перевязи |
| Питание | Собирает пыльцу с вики, васильков, наперстянки, подорожника, бобовника и ивы |
| Размножение | Гнездится чаще всего в заброшенных норках мелких млекопитающих (мышей); оплодотворение молодых плодущих самок осенью, в последующую весну создание нового гнезда |
| Места обитания | Предпочитает открытую местность и чаще всего встречается на лугах и полях, но иногда и в лесах на высоте до 1400 м; распространен по всей Европе |
Все видели крупное, грозно жужжащее насекомое, собирающее с цветов пыльцу и нектар подобно пчелам. Это шмели из семейства настоящих пчел. Всего в мире насчитывается 300 видов шмелей, разделяющихся на 15 подродов (ранее было 50, но сейчас количество подродов сократили). Род Bombus входит в состав того же семейства, что и пчела медоносная.
Где живут
Эти насекомые выдерживают низкие температуры. Там, где живет шмель, другие пчелы не выживают из-за холодного климата. Шмелей часто можно встретить в северных широтах Европы и в горах на границе со льдами, где они являются единственными опылителями для растений.
Интересно!
Малый обитает на 70° северной широты и прижился в Исландии и Новой Зеландии.
Характерные черты
Шмели в большинстве случаев имеют схожие внешние данные, отличаясь только размерами и цветом полосок. Длина тела самки шмеля 1,3-2,8 см, самца – 0,7-2,4 см. Исключение составляет азиатский гигантский шмель, проживающий в Восточной Азии. Этот огромный шмель вырастает до 5 см при размахе крыльев 8 см.
На заметку!
До сих пор от в мире в год погибает несколько десятков человек.
Туловище насекомых покрыто щетиной, а корзиночки для сбора пыльцы окружены прямыми жесткими волосками. В этих корзинках рабочие особи переносят пыльцу, равную их собственному весу. Общее количество лапок у насекомых 6. Брюшко насекомых, как у всех пчел не подогнуто.
Со своим массивным туловищем и маленькими крыльями шмель выглядит так, будто вопреки законам аэродинамики. Но это мнение сложилось тогда, когда летали лишь самолеты с неподвижными крыльями. Сейчас точно выяснено, что эти насекомые вполне «законопослушны». Фото шмеля наглядно демонстрирует его строение и размеры тела по отношению к крыльям.
Интересно!
Количество взмахов шмелиных крыльев 400 раз в секунду.
Вопрос, сколько глаз у шмеля, очень интересный, так как это зависит от того, что говорящий понимает под словом «глаз». В нашем обычном понимании: «орган, который видит картинку», — глаз у шмеля два. Но если считать глазами органы, которые воспринимают только наличие/отсутствие освещения, то добавляется еще три. Расположены они между основными глазами на затылке насекомого. На фото шмеля крупным планом хорошо видны теменные «фотоэлементы».
У насекомых мощные челюсти, которыми они могут больно укусить. Ротовой аппарат также оборудован длинным хоботком, с помощью которого насекомые добывают нектар из цветов с очень глубокой чащечкой. На фотографии хорошо различим сосущий хоботок.
Питаются шмели нектаром, при отсутствии медоносов обходится соком растений, который они добывают с помощью челюстей: прогрызают в стебле дырку. При благоприятных условиях летом шмели едят нектар и пыльцу, иногда полностью вымазываясь в ней.
Половые различия
Голова самки слегка вытянутой формы и округлена на затылке. У самца голова может быть почти круглой или треугольной с заметной тонкой пунктирной линией, проходящей по лицевой части и темени. У самки прямоугольная верхняя губа с сильно изогнутыми жвалами, перекрывающими друг друга при смыкании. У самцов грызущий аппарат, позволяющий перегрызать травинки.
У женской особи любого вида шестой стернит на брюшке без валиков. У самца на втором стерните отсутствует срединное возвышение. Брюшко самок заканчивается жалом. Жало «многократного использования», так как не имеет зазубрин, и самка может вытащить его из жертвы. Самец шмеля жала не имеет. Вместо этого у него сильно хитинизированные гениталии темно-коричневого цвета.
У самцов на задних лапах отсутствуют характерные «корзиночки», последняя пара лапок опушенная. Степень опушенности варьирует в зависимости от вида.
На заметку!
В зависимости от «специализации» самки шмеля называются либо рабочей особью, либо маткой шмеля.
Виды шмелей
В России обитает около 100 видов этих полезных насекомых. Видовой состав меняется в зависимости от территории. А некоторые виды шмелей в России слишком редки, чтобы иметь серьезное значение для сельского хозяйства. Названия видов часто указаны неточно как на латыни, так и на русском языке: луговой, моховой, и другие виды успешно гнездятся в лесах; конского не найти в конюшнях, он строит гнезда на лугах, деревьях, в лесах. На самом деле в природе шмели живут там, где им удалось найти удобное место для гнезда, в любых экосистемах, кроме переувлажненных. Это затрудняет классификацию шмелей даже для специалистов.
Больших пчел удобнее всего разделять по окраске:
- желто-черно-белые пестрые;
- серовато-желтые с красным кончиком брюшка и темной полосой на спине;
- охристо-желтые с черным пятном или полосой между крыльев;
- серые с черной полосой на спине;
- с красным кончиком брюшка;
- коричневый со светлым кончиком брюшка и темной полосой поперек брюшка;
- желтые и рыжие.
Эти разновидности шмелей очень полезны как опылители клевера, но под них может маскироваться шмель-вредитель «кукушка».
Фото различных видов шмелей и их краткое описание ниже.
- Садовый (В. hortorum L.). Хоботок очень длинный. Гнездится в заброшенных норах грызунов в конце весны – начале лета.
- (В. lucorum L.). Это маленький шмель, рабочие особи не превышают 17 мм. Матка может вырастать до 27 мм, а самцы 11-22 мм. Живет в норах грызунов. Семьи крупные. Строение шмеля предназначено для добычи нектара из цветов клевера, куда насекомое не дотягивается коротким хоботком. Имеет короткое плотное тело и способен прогрызать цветки, повиснув на соцветии.
- Подземный шмель (В. subterraneus latreillellus Kirby). Этот самый большой шмель называется так из-за того, что его гнезда бывают только под землей. Семьи малочисленны. Тело удлиненное. Хоботок очень длинный. Рабочие особи средних размеров. Видовая величина определяется по королеве шмелей, которая из всех видов самая крупная на территории России. Гнездится в начале лета. Это менее красивый шмель, по сравнению с предыдущими: желтые полосы тусклее, кончик брюшка грязно-белый.
Серовато-желтые:
- Два вида степных. Хоботки средние, тело короткое. У одного вида крылья темнее, чем у другого. Гнездятся под землей в конце весны. Численность семей очень вариативна.
- Лесной. Короткотелое мелкое насекомое. Окрашен тусклее степных. Гнездование в мае-июне в наземных или подземных гнездах.
На заметку!
Охристо-желтые:
- Чесальщик (В. distinguendus F. Мог.). Хобот длинный. Тело продолговатое крупное. Рабочих особей нет. Гнездится под землей в июне – начале июля. Семьи малочислены.
- Пятнистоспинный (В. maculidorsis Skor.). Схож с чесальщиком, но мельче. На спине пятно, а не перевязь. Гнездование как у чесальщика.
- Каменный (В. lapidarius L.). Крупный, густо-черный с красным кончиком брюшка. Хоботок средний. Гнездование подземное с ранней весны. Семьи очень многочисленные.
- Малый каменный. Хобот длинный. Окраска сильно варьирует. Гнездование ранней весной на земле.
- Конский. Серый с черной полосой на спине. Хоботок длинный. Размер средний, тело продолговатое. Гнездование в мае-июне в зданиях, на земле, под землей, в старых шмелевниках.
Коричневые:
- (В. agrorum F.). Короткое овальное тело, небольшие размеры, очень вариативная окраска. Гнездование надземное, с ранней весны. Численность семьи средняя.
- . Тело короткое, темно-коричневое. Хоботок средний. Гнездование растянутое. Селится на земле, в дуплах, скворечниках, строениях, старых шмелевниках.
Рыжие и желтые:
- Изменчивый (В. helferanus Seidl). Внешне похож на полевого и мохового, но окрас тусклее. Хоботок очень длинный. Гнездится наземно или в старых шмелевниках. Семья шмелей этого вида очень многочисленна. Агрессивен.
- Моховой (В. muscorum F.). Тело овальное, короткое. Насекомое некрупное. Хоботок длинный. Окраска яркая золотисто-желтая, спина оранжевая. Гнездование наземное, с ранней весны.
Интересно!
Иногда полевой шмель может быть похож на мохового или изменчивого.
Образ жизни
Шмель полезен в природе тем, что опыляет растения, которые не могут опылить пчелы. Он же является единственным опылителем клевера. Без шмелей не будет урожая. Насекомые могут гнездиться в дуплах и даже на земле. Наземное гнездо – сфера, сделанная из воска. Форма подземного и древесного зависит от занятой семьей полости. К концу лета гнездо шмеля выглядит неряшливыми лохмотьями воска, так как при размножении матка каждый раз откладывает яйца в новую ячейку, которую рабочие особи строят на месте старой.
Интересно!
Утром у гнезда можно услышать басовитое жужжание. Долгое время считалось, что так насекомые проветривают гнездо. Позже выяснилось, что шмель делает это, чтобы разогреться самому, так как при активном движении крыльев температура его тела поднимается на 10—30° выше, чем в окружающей среде.
Шмель – насекомое социальное. В семье присутствуют матки, рабочие самки и самцы. Рабочие особи строят соты и собирают мед, который хуже пчелиного. Количество продукта тоже очень мало.
Матка откладывает яйца в соты и выкармливает первых личинок. Позже этим занимаются рабочие особи. Личинка шмеля питается смесью меда и пыльцы, которые приносят рабочие самки. Самцы, оплодотворив матку, навсегда покидают гнездо.
Интересно!
При отсутствии королевы яйца могут откладывать рабочие самки.
Жизнь шмелей основной численности семьи очень коротка. Сколько живут шмели, зависит от их социального статуса: рабочие особи и самцы живут лишь летние месяцы. Матки уходят на зимовку. Только в тропических районах шмели размножаются круглый год, но жизнь отдельной семьи не более 1 года.
Интересно!
Только один вид Bombus atratus из бассейна Амазонки живет несколько лет.
Шмели зимуют, зарывшись в землю. Но только королевы. Остальные особи осенью погибают. Проснувшись весной, матка находит подходящее для нового гнезда место и строит первые соты. После чего начинает плодиться. Пока не вырастет первое поколение рабочих самок, матка сама добывает корм и ухаживает за личинками.
Все о шмелях рассказать сложно, но огороднику достаточно знать, что вреда от шмелей никакого, зато очень много пользы.
