Пчелиный яд

С развитием жизни на Земле отношения между живыми существами постоянно усложнялись. Формировались пищевые цепи, социальные связи, появлялись хищники и жертвы, стратегии охоты и защиты. И, конечно же, необходимые для этого инструменты.

К таковым у насекомых отряда перепончатокрылых относится жало, приспособленное для защиты и нападения. К тому же, жало — орудие, помогающее использовать самое опасное оружие насекомого — яд.

Ядовитые перепончатокрылые относятся к подотряду стебельчатобрюхих, включающему в себя пчел, ос, шмелей, наездников и муравьев. Группа достаточно разнородная по токсикологическим характеристикам, устройству и способу использования жалящего аппарата. Рассмотрим для примера строения жалящего аппарата и состав яда медоносной пчелы.

Медоносная пчела является одним из самых изученных насекомых в мире. С древнейших времен люди изучали и приручали пчел, развивали пчеловодство, пользовались его продуктами: медом, пергой, воском, маточным молочком и пчелиным ядом. В современности пчела стала одним из первых насекомых, геном которого был расшифрован.

Наверняка многие не понаслышке знают о пчелином яде, поскольку подвергались укусам этих насекомых. Даже для огромного, по сравнению с насекомым, человека яд может представлять большую опасность. Локальной реакцией является острая боль и отек в месте ужаления, что представляет особую опасность при поражении дыхательных путей и слизистых оболочек рта. Попадание в организм больших доз яда вызывает поражение внутренних органов, особенно сильно воздействие на почки, выводящие токсины из организма. У 0,5-2% людей есть аллергия на компоненты пчелиного яда. При большой восприимчивости одного единственного ужаления может оказаться достаточно для развития анафилактического шока.

Инструмент введения яда — жало, представляет собой видоизмененный яйцеклад самок некоторых перепончатокрылых. Самцы жалом не обладают, поскольку они не участвуют в охране гнезда и потомства, и на месте яйцеклада у них расположен совокупительный аппарат.

Жало состоит из двух заостренных и иногда зазубренных игл, желоба и покровных пластинок. У абсолютного большинства жалящих перепончатокрылых жало имеет гладкую поверхность, благодаря чему насекомое может жалить не единожды.

Только у медоносных пчел жало имеет зазубренную форму, из-за чего при ужалении млекопитающего оно застревает в кожных покровах и вырывается из тела пчелы. Для пчелы это верная смерть. Но с точки зрения эволюции это небольшая жертва. Желающее полакомиться медом млекопитающее, например, медведь, человек или барсук, может нанести огромный урон пчелиной колонии, вплоть до полного уничтожения. Поэтому для пчелиной семьи в целом выгоднее пожертвовать несколькими особями ради всех остальных. К тому же рабочая пчела не имеет собственного потомства, о котором некому было бы позаботиться кроме нее. И поэтому она готова пожертвовать жизнью ради своих сестер.

Однако жалить другое насекомое пчела может многократно и без вреда для себя, поскольку жесткий хитиновый покров сильно отличается от мягкой и эластичной кожи, и в нем жало не застревает.

К жалу всех перепончатокрылых подходят две железы: кислая и щелочная. И общее ядовитое воздействие достигается за счет смешения секретов обеих желез. Поскольку жало имеет свой собственный нервный узел (ганглий), то, даже оказавшись отделенными от тела (в случае медоносных пчел), мышцы, сжимающие ядовитые железы, продолжают сокращаться, впрыскивая яд в жертву.

Состав пчелиного яда очень сложен, он включает в себя огромное количество веществ разнонаправленного действия.

Основным компонентом апитоксина (пчелиного яда) является биологически активный белок мелиттин (его содержание в яде достигает 50%), который в сочетании с другими компонентами яда обладает токсичным воздействием, отрицательно действуя на нервную, мышечную, кровеносную системы. Он вызывает замедление свертываемости крови, сокращение гладкой мускулатуры, снижение артериального давления, местные воспалительные реакции.

Важный вклад в действие яда вносит фермент фосфолипаза А2 (ее содержание составляет до 12%), обладающая нейротропными свойствами и вызывающая патологические эффекты в эритроцитах и тучных клетках (иммунных клетках соединительной ткани позвоночных) из-за модификации клеточных мембран.

Также в состав пчелиного яда входят различные ферменты, свободные аминокислоты, гистамин, вызывающий нарушения межклеточного обмена, усиливая действие токсина, и прочие вещества. Жжение в месте укуса обуславливают муравьиная, соляная и ортофосфорная кислоты.

Вместе с ядом пчела вводит в жертву аттрактанты — вещества, привлекающие других пчел, тем самым вызывая массовое нападение роя.

Химический состав яда неодинаков для пчел разного возраста и рабочей специализации. У молодой пчелы на 10 день ее жизни вырабатывается максимальное количество мелиттина, особенно эффективного против беспозвоночных. В этот период жизни пчела занимается охраной гнезда от других насекомых и членистоногих. К 35 дню жизни (по пчелиным меркам это уже пожилой возраст) в яде достигается максимальная концентрация гистамина, наиболее эффективного против позвоночных. В этот период пчела работает фуражиром, и в силу почтенного возраста она может с меньшим вредом для колонии пожертвовать своей жизнью, жаля теплокровное существо и обрекая себя на гибель.

Для пчел жало и яд — способ защиты своего гнезда и потомства от врагов, уникальная задумка природы. Миллионы лет совершенствовалось это оружие. Но эволюция не стоит на месте, и вместе с ядами развивается специфический иммунитет у тех животных, которые любят лакомиться медом или самими пчелами. Например, медведи и куницы невосприимчивы к яду, хотя рой жалящих насекомых не делает процесс добывания меда приятным. Также некоторые птицы, такие как осоеды, щурки, синицы, могут без последствий полакомиться пчелами. На каждый яд находится свое противоядие, на каждое средство защиты — оружие нападения.

Пчелы отлично приспособились к непростым условиям жизни. Производя ценный питательный продукт, они нашли способ, как защитить его и свое гнездо от большинства грабителей, разработав не только яд, но и приспособление для его введения — жало.

Текст и фотографии: Евгении Севрюковой