熊蜂(Bombus spp.)的生物学

发布时间:2011-09-18 00:01    文章来源:湖北天马养蜂场    浏览量:8002 次    【字体大小:正常 偏大 最大

摘要:本文阐述了熊蜂的外部形态特点、筑巢习性、蜂群组成、蜂群群势和生活史等生物学问题,以为人工饲养熊蜂和利用熊蜂授粉提供基础知识。

关键词:熊蜂,形态,蜂群,群势,生物学,生活史,授粉

熊蜂是蜜蜂总科蜜蜂科熊蜂属的昆虫(图1),是多食性的社会性昆虫,进化程度处于从独居到营社会性昆虫的中间阶段,是许多植物,特别是豆科、茄科植物的重要授粉昆虫。熊蜂属目前已知有300余种熊蜂,世界五大洲都有分布,广泛分布于寒带及温带,特别是高纬度较寒冷的地区种类丰富,向北可分布到距北极圈880km加拿大的埃尔斯米尔岛及前苏联西伯利亚地区,热带地区极少或无分布,中非和南非地区无分布。

中国的熊蜂约有150种,分布于全国各地,但北方比南方种类丰富,亚热带的高山高原地带有分布,云南西双版纳偶见1~2种。在新疆和东北地区,种类极为丰富,新疆有典型的草原荒漠种松熊蜂,大兴安岭和长白山区有针叶林种藓状熊蜂和森林草原原种乌苏里熊蜂,在青海、西藏高原有典型的高山种猛熊蜂,云南、四川有喜温的种类鸣熊蜂,但中国南方和西南方的平原上熊蜂很少。中国分布的一些长口器种类,如:红光熊蜂(B.igrnitus)、明亮熊蜂(B.lucorum)、B.terrestris等都是很好的可利用的种。

熊蜂(Bombusspp.)的生物学

图1熊蜂

蜜蜂是最理想的授粉昆虫,这已是不争的事实。但熊蜂个体大,寿命长,全身绒毛、有较长的吻,对一些深冠管花朵植物的授粉特别有效。熊蜂具有旺盛的采集力,能抵抗恶劣的环境,对低温、弱光适应性强,在蜜蜂不出巢的阴冷天气,熊蜂可以继续在田间采集;而且,熊蜂不象蜜蜂那样具有灵敏的信息交流系统,能专心地在温室内的作物上采集授粉而不去碰撞玻璃或从通气孔中逃走,因而,熊蜂较适于为温室栽培的作物授粉,尤其为温室内采用蜜蜂授粉不理想的番茄和西红柿等授粉效果更显著。

1熊蜂外部形态特点

熊蜂(图2)体粗壮,中型至大型,黑色,全身密被黑色、黄色或白色、火红色等各色相间的长而整齐的毛。口器发达,中唇舌较长,吻长9~17mm,但也有较短的个体;唇基稍隆起,而侧角稍向下延伸;上唇宽为长的两倍,颚眼距长;单眼几乎呈直线排列。胸部密被长而整齐的毛;前翅具3个亚缘室第1室被1条伪脉斜割,翅痣小。雌性后足跗节宽,表面光滑,端部周围被长毛,形成花粉筐;后足基胫节宽扁,内表面具整齐排列的毛刷。腹部宽圆,密被长而整齐的毛;雄性外生殖器强几丁质化,生殖节及生殖刺突均呈暗褐色。雌性蜂腹部第四与第五腹板之间有蜡腺,其分泌的蜡是熊蜂筑巢的重要材料。

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图2熊蜂(B.terrestris)

2熊蜂筑巢习性

熊蜂一般在土表如鸟巢、干草下或土缝隙中筑巢,也有些种类在土中如鼠洞、蛇洞、土穴等筑巢,其深度不一,巢体零乱。但无论选择那种巢穴,都必须较干燥,能防雨。

熊蜂巢由用以产卵及哺育幼虫的巢室和用于贮存的蜜室及花粉室构成。巢室由熊蜂腹部腹板蜡腺分泌的蜡制成,呈罐状,巢室的大小有较大差异,排列也不整齐。1个巢内有十几至几十个,甚至上百个巢室粘在一起,有些种熊蜂在同一地块筑巢,可形成较大的巢群,且年复一年在旧巢基础上筑新巢室(图3)。

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图3熊蜂蜂巢

熊蜂蜂巢的大小因蜂种不同差异较大。有的熊蜂蜂巢直径约80mm,有的可达230mm。蜂巢的形状则取决于巢穴的内部形状。

有的熊蜂种,如造蜡囊型熊蜂(pocketmakingspecies),其育子的方式是多个卵虫在同一个巢室内培育,所以巢室的大小随其内的幼虫成长由蜂王(育第1批子和部分第2批子时)或工蜂(育第2批子开始)逐渐扩大。当巢室内的幼虫充分发育吐丝作茧时,同一巢室的熊蜂虫蛹借助茧衣形成的小巢室隔离开来。但另有一些熊蜂种,如贮粉型熊蜂(pollenstoringspecies),其幼虫不久就由薄膜构成的小巢室相互隔开,幼虫之间没有什么联系。

熊蜂一般在第1批卵产下后,开始筑造第1个蜜室。第1个蜜室通常用蜂蜡建造在巢门内侧。筑造时,先筑造蜜室的基础,然后筑造室壁。一般建造1个蜜室需1~2d。筑好的蜜室高约20mm,直径约13mm。

熊蜂在筑造巢室时,也会像蜜蜂那样利用蜂蜡,它会将那些内部幼虫已结茧化蛹的巢室顶部的蜡取下,用于其它巢室的建造。而被取下蜡的巢室茧衣露出,利于新蜂出房。

从培育第2批熊蜂开始,巢室的筑造与培育第1批熊蜂的不同,一般是在前一批幼虫结茧化蛹巢室的蜡咬除后,在前一批熊蜂茧的上部边侧筑造下一批培育熊蜂的巢室。而前一批熊蜂出房后留下的小巢室则用于贮存蜂蜜或花粉,熊蜂将其上口边缘整平,并在需要时用蜂蜡加高以增加容积。用于作蜜室贮存蜂蜜时,当蜂蜜装满时熊蜂就用蜂蜡将其封盖。

熊蜂巢的粉室筑造因蜂种不同而异。贮粉型熊蜂利用位于蜂巢中央的熊蜂出房后留下的小巢室贮存花粉,并用蜂蜡将小巢室加高达100mm;造蜡囊型熊蜂则在育虫巢的边上用蜂蜡筑造蜡囊贮存花粉,当育虫巢团向外扩展时,这种贮有花粉的蜡囊便改造成为巢室,用于培育蜂子,熊蜂幼虫可以直接食用其中贮存的花粉。

3熊蜂蜂群组成

熊蜂与蜜蜂相似,是社会性昆虫,但群体内虫口数量少,每群由1只蜂王,若干只雄蜂及数十只至数百只工蜂组成。

3.1熊蜂蜂王

由受精卵孵化后,食用足量的营养物质发育而成,是蜂群中唯一生殖器官发育完全的雌性蜂。蜂王具有孤雌生殖能力,可产未受精卵培育雄蜂,产受精卵培育工蜂或蜂王。

蜂王个体大比工蜂和雄蜂大。不同蜂种间蜂王大小差异较大。B.terrestris蜂王体长20~22mm,明亮熊蜂(B.lucorum)蜂王体长19~20mm,B.lapidarius蜂王体长20~22mm,B.pratorum蜂王体长15~17mm,长颊熊蜂(B.hortorum)蜂王体长15~17mm,B.pascuorum蜂王体长16~18mm。

熊蜂蜂王通过冬眠越冬,春季苏醒的时间因蜂种和气候不同差异较大。在英国,自然状态下B.terrestris一般在春末夏初苏醒。

授精的蜂王在春季蛰居醒来后,就开始野外界采食、筑巢、产卵和育虫,但当第一批工蜂出房后,巢内外工作均由工蜂承担,而蜂王则专伺产卵,有时协助工蜂哺育幼虫和做些巢内工作。

至夏末,蜂群发展到最大群势,巢内又有大量粉蜜贮存时,蜂群便开始培育新蜂王和雄蜂,进行繁殖。由于熊蜂蜂种差异,其培育新蜂王和雄蜂的情况有很大不同。有的蜂种既能培育新蜂王,又能培育雄蜂;有的蜂种只能培育新蜂王;有的蜂种只能培育雄蜂。蜂群开始培育雄蜂和蜂王,是该蜂群开始消亡的征兆。

新蜂王通常在雄蜂羽化7d后出房,出房5d后性成熟开始婚飞。处女王的婚飞半径约300m。

新蜂王交配后,食用大量蜂蜜和花粉,为冬眠积累脂肪,然后离开原群找一个合适的场所冬眠。一般地,新蜂王积累脂肪使得体重达到一定时才能安全越冬。据研究显示,英国的B.terrestris熊蜂新蜂王体重须达到6g以上才能安全度过寒冷的冬天。

野生状态下的熊蜂,蜂王交配均在野外进行。据观察,在人工提供的交配笼内,蜂王与雄蜂都能进行多次交配,一般蜂王经1次交配即可满足终身产卵受精用。蜂王交配时获得的精子贮存于内生殖器的贮精囊中供来年繁殖用,以后不再进行交配。

自然越冬蜂王的产卵率高,而人工繁育蜂王的产卵率相对要低一些。

蜂王的寿命一般为1年,但热带地区和在新西兰某些周年蜜粉源不断的地区,有些熊蜂种的蜂王寿命可超过1年。蜂王具螫针。

3.2熊蜂工蜂

由受精卵发育而成,雌性生殖器官发育不全的雌性蜂。工蜂个体最小,不同蜂种工蜂间大小差异较大。B.terrestris工蜂体长11~17mm,明亮熊蜂工蜂体长11~17mm,B.lapidaries工蜂体长11~16mm,B.pratorum工蜂体长10~14mm,长颊熊蜂工蜂体长10~14mm,B.pascuorum工蜂体长10~15mm。

工蜂从卵到羽化出房发育期不同蜂种有较大差别,一般历时21~28d。工蜂刚羽化时,其体毛呈银灰色,翅皱折且较软。羽化1~2h后,体毛颜色变得与采集蜂一样,24h后翅膀完全展开且较硬朗。

工蜂的职能是担负起蜂群中包括泌蜡筑巢、饲喂幼虫、采集食物和守卫等各项工作。工蜂是熊蜂蜂群中的主要成员,授粉就是靠工蜂来完成的。

熊蜂工蜂开始采集活动的日龄和采集的次数完全取决于其个体的大小。一般地,个体大的工蜂开始从事采集活动比个体较小的工蜂要早,而且个体大的工蜂出巢采集的次数比个体较小的多。因此,在任何一天中,采集蜂的平均个体大小都大于巢内蜂的。

熊蜂工蜂依据个体大小分工有2个优点:一是较小个体熊蜂便于在巢内窄小的通道穿行从事巢内工作,二是个体大的工蜂采集时吸蜜较快,且体能好能携带较多的花蜜和花粉,利于从事采集工作。但是,熊蜂工蜂的分工也不是一成不变的,必要时采集蜂也可以转而从事巢内工作,内勤蜂也可转而从事采集工作。

工蜂是雌性器官发育不完全的雌性个体,但当熊蜂群发展到后期,群内工蜂大量增加,食物丰富,气温较高刺激一些工蜂卵巢发育,产未受精卵培育雄蜂。当群内出现工蜂产卵时,蜂群的协作失调,蜂王敌对产卵工蜂,并常常试图吃掉工蜂卵,产卵工蜂之间常常互相攻击。

工蜂具螫针,但螫针上无倒钩。熊蜂较温驯,一般不会主动攻击人或动物,但如果其巢穴遭到侵扰,则工蜂会群起袭击入侵者保护家园。由于工蜂的螫针无倒钩,螫刺入侵者后工蜂可收回螫针,不会像蜜蜂那样螫刺后因螫针丧失死亡。工蜂的寿命为2个多月。

3.3熊蜂雄蜂

由未受精卵发育而成(图4)。在蜂王未产生之前,雄熊蜂已在蜂群中繁育,其职能是与新蜂王交配。雄蜂个体大比工蜂大,但比蜂王小。因蜂种不同其大小差异较大,B.terrestris雄蜂体长14~16mm,明亮熊蜂雄蜂体长14~16mm,B.lapidarius雄蜂体长14~16mm,B.pratorum雄蜂体长11~13mm,长颊熊蜂雄蜂体长11~13mm,B.pascuorum雄蜂体长13~14mm。

至夏末,蜂群发展到较大群势,巢内又有大量粉蜜贮存时,蜂群便开始培育新蜂王和雄蜂,进行繁殖。雄蜂出房后,食用巢内贮存的蜂蜜,2~4d后离巢自行谋生,常常夜里或白天因下雨寄宿于植物花的背面。

PlowrightRC等人(1966)对B.rufocinstus熊蜂的研究显示,如果雄蜂不离巢,则在几天内就会被工蜂杀死。

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图4熊蜂雄蜂

雄蜂通常与它群新蜂王交配。交配后的雄蜂不像蜜蜂的雄蜂那样立即死去,而与其它雄蜂无不同之处。熊蜂的寿命约为30d。

雄蜂无螫针,头尾呈近圆形,与蜂王和工蜂易于区别。另外,一些熊蜂品种的雄蜂与工蜂和蜂王的体色有明显的差异。

4熊蜂的群势

熊蜂群势因蜂种不同差异较大,群势大小从几十只至数百只不等。群势较大的熊蜂其授粉利用价值就大。B.terrestris和明亮熊蜂较易驯养,且群势最大时可达400~500只工蜂,其授粉能力高被广泛应用于温室番茄粉授。而B.pratorum和长颊熊蜂2种熊蜂,其群势最大时只有数10只工蜂。同1个蜂种,即使在同1个年份,由于蜂王的产卵力、当地的气候、蜜粉源等条件不同,其所能达到的群势也有很大差异。

一般地,熊蜂群势达近百只时就可用于温室作物授粉,群势达到数百只时即达到熊蜂群发展高峰,其后群势就开始下降,直至群势下降至无授粉价值,乃至蜂群消亡。通常,1个数百只熊蜂的授粉蜂群,在温室内授粉的周期可达为2.5~3个月,可以重复用于授粉工作。

5熊蜂的生活史

5.1第一批熊蜂的培育

熊蜂以交配成功并未产卵的蜂王休眠越冬。当春季气温升高时,冬眠的蜂王开始苏醒,这时蜂王体质纤弱、卵巢很小,卵巢发育不完全或者还没有发育。经过21d的营养补充和飞翔锻炼,蜂王的体质健壮,卵巢发育完全,具备了产卵的能力。其后,蜂王一般要花几天,甚至几星期,在树篱、河岸或者荒芜的地表低飞,寻找合适的筑巢地点。巢址选择好后,蜂王开始利用纤维类材料筑造直径约20~30mm的巢窝。巢窝筑好后,开始正常觅食,常常将花蜜带回巢中,吐在巢窝的纤维上,以供天气不好时食用。随着天气转暖,部分植物开花,蜂王开始较大量采集花蜜和花粉,同时开始泌蜡筑造第一个巢室,并将采集的花粉装入巢室内,然后在巢室的花粉上产卵育子。少数熊蜂,如B.ignitus和明亮熊蜂等,开始时将采集的花粉制成直径6~10mm的花粉团,然后在花粉团的小穴上产卵,有的熊蜂在花粉团表面上产卵。其后,用分泌的蜡把包在花粉团和卵外面,形成巢室。以后产卵均产在准备好的巢室内。

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图5熊蜂卵

通常,蜂王第1批产卵的数量因蜂种不同而异,一般可产4~16粒卵,卵的直径大约1mm、长约3~4mm的卵(图5)。

卵孵化和幼虫发育的适宜温度为30~32℃,温度低于30℃卵内胚胎和幼虫的发育都会延缓。蜂王在哺育第1批工蜂孵卵时,就像母鸡报窝孵蛋一样卧在巢室上面,并通过快速振动胸部和腹部产热,使卵在30~32℃下孵化,幼虫在30~32℃下发育成长。孵卵期间蜂王取食积蓄的饲料,很少出巢采集,如有出巢采集则每次出巢一般不超过2h。

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图6熊蜂幼虫

熊蜂卵在30℃的温度下孵化,经4~6d后幼虫孵化,并以花粉和蜂王反刍吐在巢室中的食物为食,从中获得生长必需的脂肪、蛋白质、维生素和矿物质(图6)。随着幼虫成长,对食物的需要量增多,这阶段时间蜂王经常出巢采集。幼虫成长过程中经几次蜕皮,最后一次蜕皮并饱食后吐丝作茧进入蛹期(图7)。

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图7熊蜂蛹

熊蜂卵和幼虫的发育和成长阶段通常多只共同生活在一个蜡造的巢室中,但到幼虫发育完全吐丝作茧后,同1个巢室内的熊蜂幼虫通过茧衣互相隔离开来,成为独立的小巢室,幼虫在其中化蛹。此后,蜂王将巢室上部的蜡咬除,并利用它筑造其它巢室。

熊蜂工蜂从卵到成虫的发育期,一般地,卵期为4~6d,幼虫期为10~19d,蛹期10~18d。熊蜂工蜂的发育期除了因蜂种不同有差异外,发育期间的温度和食物的量与质量对发育期长短有着较大的影响。因此,在某种环境下,熊蜂工蜂从卵到成虫的发育期约需21d多一点,而在另一种环境下,则要超过42d。

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图8熊蜂出房

熊蜂工蜂个体的大小取决于其幼虫阶段获得的食料的量和营养价值的高低。由于早春外界食料来源短缺,且只有1只蜂王哺育,所以第1批成蜂通常个体都较小(图8)。

5.2第2批熊蜂的培育

当第1批培育的熊蜂幼虫作茧化蛹,蜂王将其巢室上部的蜡咬除后,蜂王便开始在第1批茧上部外侧用蜡筑造培育第2批熊蜂的巢室,并在新筑的巢室内产下第2批卵培育第2批熊蜂。培育第2批熊蜂的巢室一般2~18个,每个巢室产卵6~14粒。

大多数种类的熊蜂,如贮粉型熊蜂,蜂王培育第1批蜂子时通常将卵产于花粉团上,但从培育第2批蜂子开始,就直接将卵产于巢室底部,幼虫孵化后,由工蜂饲以花蜜和花粉的混合物。只有少数种类的熊蜂,如造蜡囊型熊蜂,仍然先在巢室内准备好充分的花粉,然后将卵产在花粉团上,幼虫孵化后食用巢室内的花粉和工蜂喂饲的花蜜。

几天后,第2批产下的熊蜂卵孵化,几乎与之同时,第1批熊蜂成蜂羽化出房,此时出房的熊蜂立即投入到筑造其它第2批巢室和培育第2批幼虫的工作中。

一般情况下,第1批卵发育的成蜂都是工蜂。第1批工蜂成熟出房后,参与巢房的建设,使得蜂巢快速加大,它们替代蜂王泌蜡筑巢、采集花蜜和花粉、哺育幼虫。当有足够的工蜂出房时,蜂王便停止出巢采集,专心产卵,整个巢房无规则的向上和向四周扩展。

随着蜂群的壮大,蜂王的产卵率也逐渐提高。但在蜂群壮大过程中,培育蜂子的数量与现有熊蜂的虫口数成一定比率增加,蜂群的哺育能力与所培育的蜂子数量间始终保持平衡。

5.3熊蜂种群的繁殖

当熊蜂群达到最大群势时,会产生有性个体蜂王和雄蜂。一般地,蜂王第3批产卵时,熊蜂的群势已达到高峰,此时蜂王开始产未受精卵培育雄蜂。同时,群内出现王台,开始培育新蜂王。

雄蜂出房后,食用巢内贮存的蜂蜜,2~4d后离巢自行谋生和寻找处女王交配。新蜂王通常在雄蜂羽化7d后出房,出房5d后性成熟进行婚飞。

熊蜂的交配行为因蜂种不同而异。有的蜂种,雄蜂爬在巢门口等待处女王飞出;有的蜂种,雄蜂按一定方式环绕飞行后急降到草从或者嫩枝上留下标记气味,处女王遁气味找到雄蜂交配;有的蜂种,雄蜂按确定的路线盘旋飞行,以吸引处女王。野生状态的熊蜂蜂王的交配都在野外进行,人工饲养的熊蜂在交配笼内交配。

交配后的新蜂王仍迷恋母群,经常回到原群取食花蜜和花粉,待体内的脂肪体积累充分时,便离开母群另找地方冬眠。在地下越冬的熊蜂,一般在地面以下60~150mm,直径约30mm的洞穴中冬眠。

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原群熊蜂培育新蜂王和雄蜂后,蜂王尽管贮精囊中还有充足的精子,但它不再产卵培育工蜂。蜂群随着老蜂的死亡,群势逐渐衰弱。随着天气的变冷,食物日渐贫乏,原群老蜂王和其它熊蜂工蜂也逐渐死亡。

方文富福建农林大学蜂学学院

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