Потребность пчел в протеине. Термин «протеин» происходит от греческого слова «протос», что означает первичный. Действительно, среди других питательных веществ протеины занимают первое место по значению для организма пчел в связи с тем, что:
а) с биологической точки зрения протеины состав- ляют основное вещество живой клетки, так как именно от них зависит процесс формирования и роста новых организмов;
б) с физиологической точки зрения протеины прини- мают участие в большинстве жизненных процессов ор- ганизма, так как они составляют основу ферментов, гормонов и многих других биологически активных веществ.
К категории протеинов относят несколько групп веществ, отличающихся по составу и свойствам. Основ- ной элемент в составе протеинов — азот (химический символ — N). В основе вычисления количественного содержания протеина в корме лежит определение азота. Во многих научных работах и журнальных статьях по пчеловодству содержание протеина выражают через содержание азота.
Для вычисления содержания протеина напоминаем, что 1 г азота соответствует 6,25 г протеина. Цифра 6,25 принята в качестве стандартного коэффициента пересчета выявленного в корме содержания азота на протеин, хотя в некоторых кормах величина этого ко- эффициента отличается от стандартного значения.
Обмен белков в организме пчелы. Основные биохимические реакции, протекающие в ор- ганизме пчелы,— расщепление и синтез белков и амино- кислот. Сначала с помощью ферментов происходит расщепление белков на аминокислоты, на которые дей- ствуют другие ферменты — декарбоксилазы и дезами- назы, которые отщепляют от аминокислоты амино- группу, содержащую азот.
Эти аминогруппы под действием других ферментов — трансаминаз — могут быть преобразованы в новую аминокислоту. Аминокислоты, полученные при расщеп- лении белков, проходят через слизистую оболочку ки- шечника, попадают в поток гемолимфы и доставляются к клеткам тела или секреторных желез, где используют- ся для синтеза специфических белков организма пчелы. Часть аминокислот передается с кормом личинкам и матке.
Аминокислоты, синтезируемые в организме пчелы, представляют собой группу аминокислот, присутствие которых в корме не обязательно, то есть они не относят- ся к незаменимым. Из существующих 100 естественных аминокислот по Де Грооту для пчел (как и для остальных насекомых) к незаменимым относят 10 аминокислот: аргинин, гистидин, лейцин, изолейцин, лизин, метио- нин, фенилаланин, треонин, триптофан и валин.
Кроме аргинина, другие 9 аминокислот, как уста- новлено В. С. Розе, являются незаменимыми и для домашних животных.
Незаменимые аминокислоты (то есть те, которые не могут синтезироваться в организме пчелы) должны присутствовать в корме, ибо, кроме общего значения, показанного выше, они играют и специальную роль.
Метионин регулирует обмен белков и поэтому имеет большое значение для роста организма, участвует в обмене липидов, особенно в формировании жировых тел, а также в обезвреживании токсических веществ.
Триптофан, кроме участия в обмене белков, необ- ходим для поддержания воспроизводительной функции, синтеза никотиновой кислоты (витамина В5), по-видимо? му, является основой для формирования белков, осо- бенно для питания личинок, и имеет определенное зна- чение для пигментации пчел.
Гистидин особенно необходим растущим пчелам, однако посредством декарбоксилирования преобразует- ся в гистамин, компонент пчелиного яда (Де Гроот).
Лейцин и изолейцин составляют основу формирова- ния белков гемолимфы и регулируют функциональное равновесие желез внутренней секреции, вместе с валином играют известную роль в процессе превращения личинки в куколку (Л. Хола).
Валин, кроме того, необходим для работы нервной системы.
Цистин и тирозин играют специфическую роль в формировании кератиновой кутикулы пчелы.
Использование протеина пчелами. Рост и раз- витие расплода. Корм для личинок очень богат белками и содержит все аминокислоты, необхо- димые для формирования новых клеток.
Для развития одной личинки требуется от 4 до 6 мг азота (Альфонсус, 1933, Хайдак, 1949). Это значит, что для развития одной пчелы до ее выхода из ячейки не- обходимо 25—27 мг протеина или от 125 до 185 мг перги. Для выращивания 10 тыс. пчел (1 кг) требуется в сред- нем около 1,5 кг перги.
Белки, необходимые для развития личинок, постав- ляются из корма, потребляемого пчелами-кормилицами. Если они не получают требующегося количества белка, то используют в этих целях запасы белка собственного организма. В этом случае количество азота для выра- щивания одной личинки составляет только 3,1 мг (Хай- дак, 1935; Борэн, 1961). Личинки при этом не страдают от недостатка питания, однако развиваются до взрос- лого состояния в зависимости от запаса белка в орга- низме пчел-кормилиц.
Количество пчел, выращенных при наличии или от- отсутствии белка в корме по Р. Борэну (1961), было следующим:
Кормление пчел в течение 58 дней, начиная с февраля |
Число выращенных пчел |
Медом без белка |
575 |
Мед — перга |
8600 |
Тот факт, что наличие перги в корме почти в 15 раз увеличивает количество выведенных пчел, убедительно свидетельствует об исключительной важности белка для развития пчелосемей.
Удлинение периода кормления личинок без запасов белка может привести к потере способности пчел выра- щивать расплод.
Необходимо специально подчеркнуть, что недоста- ток белка отрицательно влияет на пчелиную семью в следующих направлениях: а) выращивается очень небольшое число пчел и только в течение небольшого отрезка времени, что резко ограничивает развитие семьи в целом; б) выращивание расплода за счет собст- венного белка пчел-кормилиц снижает массу их тела и содержание азота в организме, а также значительно укорачивает продолжительность жизни; в) в теле моло- дых пчел, выращенных при недостатке перги, содержит- ся меньше азота (белка) на 19/6 и тиамина (витамина Bj) — на 62%, нежели выращенных в нормальных усло- виях (Хайдак, 1937, 1954). Способность этих пчел вы- ращивать расплод крайне низкая.
Каждый пчеловод может легко установить, что произойдет весной до появления натуральной пыльцы в семьях, не имеющих запасов перги в гнезде: новые пчелы выращиваются в очень небольшом количестве, зимовавшие пчелы скоро погибают, а молодые пчелы, кроме того, что их мало, отличаются и пониженной способностью выращивать расплод. Так или иначе, но семьи, находящиеся в таком положении, не могут обеспечить ожидаемого пчеловодом сбора меда.
Неблагоприятное влияние отсутствия белковых кор- мов в такой же мере проявляется и осенью, когда вы- ращиваются пчелы для зимовки, а также в остальное время года, когда белок необходим для поддержания нормальной жизнедеятельности пчел.
Завершение развития молодых пчел. Под влиянием потребления протеина (пыльцы) у недавно вышедших пчел за 5 дней содержание азота увеличивается на 93% в голове, на 76% в брюшке и на 37% в груди (Хайдак, 1934). Такое накопление белка происходит вследствие создания общего запаса белка в теле, а также вследствие развития глоточных и восковых желез.
Глоточные железы у пчел в момент выхода есть, но они не развиты. Только после кормления белком дольки желез развиваются до нормальных размеров (Соудек, 1927). Полное развитие происходит на стадии пчелы- кормилицы.
Роль белкового питания в развитии глоточных же- лез убедительно показана в опытах И. Е. Перельсон (1961), хотя в качестве источника белка она использо- вала соевую муку, которая отличается худшей биологи- ческой ценностью по сравнению с пыльцой.