Бегло рассмотрев анатомию и физиологию медоносной пчелы, мы должны теперь рассмотреть ее развитие и происхождение представителей трех каст. В течение своего жизненного цикла пчела проходит четыре стадии: яйцо, личинка, куколка и, наконец, имаго или взрослая особь.
Яйца медоносной пчелы партеногенетичны, то есть они будут развиваться независимо от того, были ли они оплодотворены спермой самца или нет. Все яйцеклетки, при условии правильной физической среды, развиваются, и те, которые неоплодотворены, производят самцов, а те, которые были оплодотворены, производят самок. Таким образом, у трутней нет мужского родителя и только один набор хромосом, все из которых происходят от их женского родителя. Самки, с другой стороны, производятся из оплодотворенных яйцеклеток, имеющих обычный двойной набор хромосом; по одному набору от каждого родителя. Как уже упоминалось, яйца откладываются в три типа клеток: трутневые клетки (большие шестиугольные клетки), рабочие клетки (маленькие шестиугольные клетки) и маточные клетки, которые гораздо больше, имеют форму наперстка и свисают вниз, а не лежат горизонтально. Царица откладывает неоплодотворенные яйца в трутневые клетки, а оплодотворенные - в две другие: до сих пор существуют споры о том, как именно она может это сделать, но лучшее объяснение из различных исследований состоит в том, что она измеряет диаметр клетки своими передними ногами, и если это размер Трутневой клетки, то она откладывает в нее яйцо, не позволяя сперматозоидам вырваться из сперматозоида—следовательно, яйцо неоплодотворено. Однако матка или рабочая клетка заставит ее позволить сперматозоидам проникнуть во влагалище, и яйцеклетка будет оплодотворена.
Вот тебе и определение пола. Теперь перед нами стоит необычная проблема объяснения присутствия в колонии двух совершенно разных видов самок. Можно довольно легко показать, что любая оплодотворенная яйцеклетка в нормальной колонии превратится либо в работницу, либо в матку, в зависимости от того, как ее содержать и кормить. Вся система воспитания матки основана на этом факте. Личинки, взятые из рабочих клеток, когда они очень молоды, и помещенные в клетки, свисающие вниз, выращиваются пчелами в качестве маток. Поэтому генетическая Конституция царицы и рабочих одинакова. Здесь нет ни "маточных", ни "рабочих" яиц; разница возникает при другом способе кормления.
Яйца медоносной пчелы вылупляются примерно через три дня, независимо от того, оплодотворены они или нет. Крошечная белая безногая личинка очень скоро окружается белым пчелиным молоком из гипофарингеальных и нижнечелюстных желез пчел-кормилиц.
Если личинка находится в маточной клетке(маточнике), то все больше и больше белого пчелиного молока, называемого в этом случае маточным молочком, добавляется до тех пор, пока личинка не плавает в массе пищи и не ест ее до полного насыщения все время, вплоть до и в течение дня после того, как клетка запечатана своей восковой крышкой. Рабочую личинку также кормят большим количеством пчелиного молока, называемого в этом случае маточным кормом, в течение первых трех дней, после чего ее довольно часто кормят небольшими количествами. Его массово снабжают пищей в течение первых трех дней, а затем постепенно кормят до тех пор, пока клетка не будет запечатана на восьмой день.
Существует не только определенная разница в количестве пищи, подаваемой матке и рабочим личинкам, причем последние получают гораздо меньше, но также может быть и качественная разница. Никакого действительно последовательного объяснения этой качественной разницы не было продемонстрировано, но было показано, что скорость метаболизма двух типов личинок отличается, когда им всего двенадцать часов. Это происходит задолго до того, как появляется количественная разница в пище. Также бывают случаи, когда рабочие личинки почти выплывают из своих клеток на корм выводку, но все же развиваются в рабочих, а не в маток. Таким образом, может существовать разница между выводковой пищей, подаваемой рабочим личинкам, и маточным молочком, подаваемым королеве. Эта разница может быть обусловлена различными пропорциями выхода двух желез, участвующих в производстве пчелиного молока, или, возможно, каким-то дополнительным "гормональным" веществом, подаваемым личинке матки. Несомненно, однако, что старая идея о том, что рабочие личинки питаются пыльцой и медом только после первых трех дней это неверно. Выводковая пища всегда является основной частью их рациона, хотя количество меда увеличивается после третьего дня, и они могут съесть немного пыльцы.
За этот период кормления личинка матки увеличила свой вес примерно в 3000 раз, а личинка рабочей - примерно в 1500 раз. Чрезвычайно быстрый рост на этой очень питательной пище может быть сделан, так как есть очень мало потребности в пищеварении и очень мало непереваренного остатка. При такой скорости роста необходимы четыре линьки, прежде чем клетка будет запечатана, и пятая-после того, как это произошло. Следует понимать, что у насекомых личиночная стадия - это стадия роста; только в это время насекомое увеличивается в размерах. В случае личинки пчелы и большинства других насекомых рост - это просто увеличение размера, с очень небольшой разницей между анатомией большой личинки и крошечной, только что вылупившейся из яйца. Личинки хорошо упакованы с накопительными клетками, полными жира, белков и углеводов, так что, когда они готовы окуклиться в конце периода кормления, они находятся в своем наибольшем весе. После этого их вес постепенно уменьшается, так как часть накопленных веществ расходуется на то, чтобы обеспечить энергией взрослое тело, которое совсем немного легче, чем полностью откормленная личинка.
В течение всего личиночного периода личинка оставалась аккуратно свернутой на дне клетки. Когда клетки запечатываются воском, личинка перемещается, чтобы лечь вдоль клетки. Дно клетки было тщательно разглажено и отполировано перед тем, как яйцо было отложено, но так как крышка надевается снаружи, а нижняя сторона ее довольно шероховата, личинка реагирует на эту поверхность, лежа в клетке головой наружу, прижимаясь к шероховатой поверхности. Прежде чем успокоиться, он испражняется, раскручивает свой кокон и затем лежит неподвижно, начиная долгое превращение во взрослую особь. Примерные периоды для метаморфозы трех каст даны противоположно. Нет никакой необходимости вспоминать все это, если только вы не поступаете на пчеловодческие экзамены, но практический Пасечник должен запомнить цифры времени, взятого от откладки яиц до вылупления, от вылупления до момента запечатывания клетки, и время появления взрослой особи.
Это жизненно важная информация, на которой зиждется большая практическая работа. Мало что известно о питании личинок трутней, которые, как полагают, питаются скорее как рабочие. Они производятся в больших ячейках и запечатываются гораздо более высокой куполообразной крышкой, чем рабочие. Пчеловод должен узнать различия в укупорке как можно скорее, потому что бывают случаи, когда трутни могут быть выращены в сотах для рабочих, например, когда есть трутневая королева или рабочие кладки. Пчелы рано распознают касту и покрывают их высоким гулом. Взрослые трутни, произведенные в рабочих клетках, будут намного меньше, чем те, которые производятся в нормальных клетках трутней, и эти маленькие трутни, часто называемые карликовыми трутни, первый признак катастрофы для колонии, если проблема не будет решена и устранена.