Крылья шмеля строение и особенности

Полёт шмеля

Старый миф о шмеле отображает наше невежество

“Леди и джентльмены, пожалуйста, займите свои места, и пристегните ремни безопасности. Мы взлетаем,” – приятным голосом объявляет стюардесса через систему внутренней связи. Двигатель самолёта начинает гудеть. Вы чувствуете лёгкий толчок, и самолёт начинает ехать по взлётно-посадочной полосе. Вы взволнованно хватаетесь за своё сиденье в нервном предвкушении небывалого ощущения, которое вы собираетесь испытать. Несясь по взлётной полосе, самолёт быстро набирает скорость. Когда самолёт отрывается от земли, ваш желудок тяжелеет, и вы испытываете неприятные ощущения. Земля становится всё меньше и меньше, и вы плывёте над ней в белом море облаков.

Вам знакомо всё это? Вероятно, всё вышесказанное напоминает вам о вашем первом пребывании на борту самолёта, разве что эти воспоминания омрачены вашей склонностью к морской болезни или «ужасной» боязнью полетов. Вы когда-нибудь задумывались, благодаря чему самолёт может летать? Физики и инженеры разбираются в этом очень хорошо. Они изучали сложную конструкцию аэродинамической поверхности и крыла. Округлая передняя кромка крыла и крутая задняя кромка, движимые тягой двигателя мощностью более 63300 фунтов, обеспечивают эффективную подъемную силу для самолёта.

А теперь представьте, что самолёт лишен какого-либо двигателя, с помощью которого он может заводиться и лететь. Как бы в таком случае самолёт мог бы летать? Самолёт, у которого отсутствуют двигатели, сам по себе летать не может. Всё это подводит нас к теме нашей статьи, а именно к рассказу о шмеле. Теоретически, как говорят учёные, шмель не может летать и должен оставаться на земле, так же как и гигантский авиалайнер без двигателя. Принимая во внимание тот факт, что основное уравнение, которое лежит в основе аэродинамики полёта, должно быть одинаковым как для летающих насекомых, так и для самолётов, просто невозможно объяснить, как шмелям удаётся летать. Крылья шмеля создают больше подъёмной силы, чем предсказывают учёные с помощью традиционного аэродинамического анализа. Возвратно-поступательное движение крыльев делает аэродинамику полёта насекомых невероятно неустойчивой и сложной для анализа.

Шмели – это мохнатые и шумные пчелы, размером от ½ до 1 дюйма . Крылья шмеля очень маленькие по отношению к телу. Самолёт, построенный с соблюдением таких же пропорций, как у шмеля, никогда бы не оторвался от земли. Но шмели не похожи на самолёты. Они скорее похожи на вертолёты с гибкими лопастями. Подвижная аэродинамическая поверхность генерирует больше подъемной силы, чем жесткое и зафиксированное крыло. Однако страус, который может создать подвижную аэродинамическую поверхность, так никогда и не оторвётся от земли. Таким образом, учёные находились в очень затруднительном положении относительно того, каким же образом шмели поднимаются в воздух.

Физики-теоретики использовали по отношению шмелей теории, применимые для полёта Боинга 747, и определили, что они не должны летать. Однако это вовсе не “доказывает” того, что шмели не могут летать; это просто означает, что физики используют неверное уравнение. Иварс Петерсон попытался защитить учёных, утверждая:

“Проблема на самом деле заключается не в том, что учёные не правы, а в том, что существует значительное различие между предметом и математической моделью этого предмета”.

Это на вид неопределенное утверждение является следствием следующей веской причины: “Определенная математическая модель не может описать механизм полёта шмеля и совершенно не подходит для данной цели” (1997). В полёте шмеля и в самом деле нет ничего простого.

Вообще, полёт насекомых уже долгие годы является загадкой для учёных. Французский энтомолог Ентони Магнан писал в своей книге об этой проблеме ещё в 1934 году. В ней он ссылается на подсчеты, сделанные инженером Андре Сейнт-Лаг. Его выводы основывались на следующем: “максимально возможная подъёмная сила, генерируемая крыльями летательного аппарата таких же маленьких размеров, как и крылья шмеля, и с таким же медленным движением, как движение пчелы во время полёта, была бы намного меньше массы самой пчелы” (Дикинсон, 2001).

Начиная с 1934 года, инженеры начали применять теорию аэродинамики для конструирования таких самолётов, как Боинг 747 и разведывательные истребители. Эти самолёты имеют достаточно сложное строение, и, несмотря на это, их функционирование основано на стационарных принципах. Шмели нарушают этот принцип, потому что они вращают и машут своими крыльями со скоростью от 300 до 400 взмахов в секунду — это почти в десять раз больше, чем скорость генерирования сигналов нервной системой! Шмель достигает такой высокой скорости махания крыльями просто посредством сокращения и расслабления мышц своего брюшного отдела. Более того, изменения узоров, которые рисуются в воздухе крылом шмеля при взмахе, являются причиной возникновения совершенно отличающихся аэродинамических сил, которые приводят в замешательство всяческие математические теории. Крылья шмеля не качаются подобно двери на обычных петлях. Наоборот, верхняя часть каждого крыла описывает тонкий овал под большим углом. Также, крылья “переворачиваются” во время каждого взмаха: верхняя часть крыла направлена вверх во время взмаха вниз, и поворачивается вниз во время движения вверх.

Специалист, изучающий механику животных, Чарли Еллингтон из Кембриджского Университета в Англии, казалось, разгадал тайну полёта насекомых. Он обнаружил, что вихревой поток, перемещающийся вдоль передней кромки крыла насекомого, производил дополнительный подъём. Исследователи Майкл Дикинсон и Джеймс Беч, из Калифорнийского университета в Беркли, получили противоположные данные. В научном журнале Nature они поделились результатами своих исследований относительно дополнительного аэродинамического подъёмной силы, которая образуется у шмелей. Они построили весьма масштабную модель мухи дрозофилы, и наблюдали за её полётом в резервуаре, заполненном минеральным маслом. С помощью крошечной модели дрозофилы они воспроизвели полёт этой мухи в воздухе — более редкой среде. Профессор Дикинсон утверждает: “Основываясь на проведённых экспериментах, мы сделали вывод, что предположение Еллингтона не может объяснить явление присоединения вихря, которое происходит во время взмаха крыла” (Макфи, 2001).

Тем не менее, сделанные Еллингтоном выводы подтолкнули учёных к поиску уравнения для “нестационарного функционирования”, которое могло бы объяснить механизм ранее обсуждаемых взмахов крыльев. Распределение скоростей и давлений внутри жидкости происходит согласно известных уравнений Навье-Стокса, которые были сформулированы в начале девятнадцатого столетия. Данные, полученные Еллингтоном, показали, что полёт шмеля нельзя объяснить только лишь с помощью уравнений Навье-Стокса. Движения крыльев шмеля слишком сложны, чтобы можно было сформулировать уравнение, которое бы точно описывало аэродинамику полёта шмеля.

Пытаясь разгадать тайны полёта насекомых, учёные сконструировали модели крыльев шмеля в увеличенном масштабе. Применение этих моделей дало плодотворные результаты, соединив при этом две основные силы в жидкости — силу давления, производимую инерцией жидкости, поперечную силу, вызванную вязкостью жидкости. Профессор Дикинсон сообщил о новых данных, которые он получил в 2001 году. Эти данные основывались на теории Еллингтона, которые ранее Дикинсон пытался опровергнуть. В своем исследовании, опубликованном в Scientific American (“Объяснение загадки полета насекомых”), Дикинсон утверждает, что в полёте шмеля участвуют три основных механизма: замедленный срыв воздушного потока, захват спутной струи и вращательное круговое движение.

Замедленный срыв воздушного потока происходит тогда, когда крыло самолёта рассекает воздух под слишком крутым углом. Вихри, образованные самолётами, обычно оставляют позади сильную турбулентность в спутной струе винта самолёта . Однако чтобы оставаться в полёте, насекомым просто необходимы эти вихри. Вихрь – это вращающийся поток вещества, похожий на стекающую воду в умывальнике. Когда движение крыла происходит под небольшим углом, воздух разбивается на передней части крыла и плавно переходит в два потока, которые протекают вдоль верхней и нижней поверхностей крыла. Верхний поток движется быстрее, в результате чего давление над крылом более низкое. Именно это и тянет крыло вверх, производя подъемную силу. Первый этап замедления изначально увеличивает подъемную силу вследствие возникновения короткого потока, который называется вихрем передней кромки крыла. Этот вид вихря образовывается непосредственно над и за передней кромкой крыла. Поток воздуха в вихре движется невероятно быстро, и полученное таким образом низкое давление существенно увеличивает подъемную силу.

Данные Дикинсона, похоже, согласуются с экспериментальными данными, которые были получены физиком Джейн Венг из университета Корнелла. Он писал:

«Старый миф о шмеле отображает наше недостаточное понимание динамики неустойчивой вязкой среды. В отличие от созданных самолётов с неподвижным крылом, с устойчивой динамикой, почти невязкой (лишенной вязкости) жидкости, насекомые летают в море вихрей. Кроме того, эти вихри окружены маленькими вихрями и воздушными потоками, которые создаются в результате взмахов крыльями» (цитата из работы Сегелкена 2000, слова в скобках присутствуют и в оригинальной статье).

Кроме замедленного срыва воздушного потока Дикинсон обнаружил, что крылья шмеля создают временные мощные силы, которые появляются в начале и в конце каждого взмаха, и эти силы нельзя было объяснить с помощью торможения. Эти силы достигают максимума во время обратного взмаха, когда движение крыла замедляется, и крыло шмеля начинает быстро вращается. Это означает, что вращение может играть важную роль в механизме полёта шмеля. Дикинсон продемонстрировал идею вращательного механизма движения с помощью теннисного мячика. Теннисный мячик, который ударили обратным вращательным движением, тянет воздух быстрее на своей верхней поверхности, что заставляет мячик подниматься, тогда как верхнее вращение тянет воздух быстрее снизу, что заставляет мячик опускаться. Дикинсон сделал вывод, что взмахи крыльев шмеля создают значительную подъемную силу с помощью вращательного движения.

И, наконец, Дикинсон обнаружил, что улавливание спутной струи, т.е. столкновение крыла с вихревой спутной струёй, оставленной предыдущим ударом крыла, также участвует в полёте насекомых. Каждый взмах крыла оставляет за собой множество вихрей. Когда крыло шмеля изменяет направление, оно возвращается через этот перемешивающийся воздух с вихрями. В спутной струе содержится энергия, которая была отдана воздуху насекомыми, так что захват спутной струи является для насекомых способом восстановления энергии. Таким образом, захват спутного потока помогает шмелю повторно использовать энергию.

Учёные до сих пор не знают всех тайн и сложностей, связанных с полётом шмеля и других насекомых. Но они очень надеются, что смогут больше изучить сложные крылья шмеля для применения полученных знаний в создании новых самолётов. Инженеры могут создавать большие самолёты, лишь воспроизводя те образцы, которые были созданы Великим Архитектором — Богом, устроившим всё (Евреям 3:4). Бог вложил так много явного и точного в проектирование крошечного крыла шмеля — и это лишь маленькая часть удивительной Вселенной, которую Он создал.

Шмель

Шмель – самый мирный, практически безобидный представитель семейства пчел. Он представляет собой довольно крупное насекомое с очень красивым, запоминающимся окрасом. Свое необычное название животное получило не просто так. Оно произошло от древнерусского слова «чьмель», под которым подразумевали «гудеть, хрипеть». Именно так можно охарактеризовать звуки, которые издаются насекомым.

Происхождение вида и описание

Данное животное относится к членистоногим насекомым, к семейству настоящих пчел, к одноименному роду – шмели. На латинском название рода звучит как «Bombus». Числится в подклассе крылатых насекомых. Шмели – многочисленный род насекомых. На сегодняшний день известно о более чем трехсот разновидностей шмелей, которые относятся к пятидесяти подвидам.

Среди видов самыми известными являются два:

• Bombus lapidarius;
• Bombus terrestris.

Шмели обладают большими габаритами, в отличие от большинства представителей своего семейства. Имеют характерный желто-черный окрас. Спутать это насекомое с другими можно лишь из далека. Особенностью шмелей являются мощные челюсти-жвалы. Они предназначены сугубо для мирных целей. Для самозащиты такие животные, как и другие пчелы, используют жало.

Интересный факт: Укол шмеля является менее болезненным, нежели укол жала пчелы или осы. Это насекомое является мирным, редко кусает без повода. Жало, мощные челюсти животное применяет лишь при существовании реальной угрозы его жизни.

Данное насекомое считается теплокровным. При интенсивном движении тело шмеля вырабатывает тепло. Температура их тела может достигать сорока градусов. Все представители рода шмелей имеют опушенное тело. Это позволяет им легко адаптироваться даже к очень суровым погодным условиям. Шмели – полезные, универсальные насекомые. Они опыляют огромное количество цветков, быстро перемещаясь с одного места на другое.

Внешний вид и особенности

Фото: Шмель животное

Представители этого рода являются одними из самых холодостойких насекомых. Они легко переносят небольшие заморозки. Это стало возможным благодаря наличию теплого пушка и сильных мышц груди. Насекомое может поднимать температуру своего тело, быстро сокращая мышцы. Именно шмели первыми вылетают на сбор нектара. Они делают это рано утром, когда воздух еще не успевает прогреться до комфортной для остальных представителей семейства пчел температуры.

Шмели – крупные насекомые. Длина их тела может достигать двадцати восьми миллиметров. Такими размерами могут похвастаться самки. Самцы вырастают максимально до двадцати четырех миллиметров. И лишь отдельные виды способны достигнуть длины в тридцать пять миллиметров. Например, шмель степной. Средний вес самки – 0,85 г, самца – до 0,6 г.

Видео: Шмель

В большинстве случаев данное насекомое имеет характерный желто-черный окрас в полоску. Однако в природе существуют виды шмелей с оранжевыми и даже красными полосами, а некоторые представители окрашены полностью в черный цвет. Есть мнение, что вариации окраса связаны с двумя факторами: необходимостью маскировки, терморегуляцией.

Форма головы самок немного удлиненная, самцов – практически круглая. Брюхо у насекомых не подогнуто. Наружная поверхность задних голеней создана специально для удобного сбора пыльцы – она гладкая, блестящая, имеет форму «корзиночки». Жало животного не имеет зазубрин, оно может его использовать несколько раз, не причиняя себе вреда. При проникновении жала в кожу шмели выделяют небольшое количество яда.

Где обитает шмель?

Фото: Насекомое шмель

Шмели – одни из самых широко распространенных насекомых. Они обитают на всех материках. Исключением является лишь Антарктида. Однако популяции в тех или иных регионах не одинаковые. Так, на Северном полушарии большее количество шмелей можно встретить в умеренных широтах. Лишь отдельные виды встречаются за полярным кругом. На Чукотке, в Гренландии, Аляске проживают северный и полярный шмели. Для жизни они выбирают горы, альпийские луга, селятся недалеко от границы ледников.

В тропиках шмели встречаются очень редко. Это связанно с особенностями терморегуляции тела животного. Им просто становится не комфортно при высокой температуре окружающей среды. Шмели любят прохладный климат. В Амазонии проживает всего два вида, несколько разновидностей можно заметить в тропической части Азии. Широко расселены эти насекомые в Южной Америке, исключая тропики. Также эти животные проживают в Африке, России, Польше, Белоруссии, Украине, многих других странах.

Интересный факт: Шмели – не агрессивные насекомые. По этой причине они широко применяются на садовых, дачных участках для опыления различных сельскохозяйственных культур. Это позволяет значительно повысить уровень урожайности.

Садовые шмели были специально завезены в Австралию. Там они применяются для опыления клевера, обитают только в штате Тасмания. Несколько видов данных насекомых проживают в Новой Зеландии.

Чем питается шмель?

Эти животные являются самыми близкими родственниками медоносных пчел. Но, несмотря на это, рацион их питания сильно отличается. Осы имеют более широкий список «продуктов», которые подходят для употребления. Они едят сок деревьев, цветочный нектар, сахар, сок фруктов, могут полакомиться вареньем и медом, разведенном в воде. Шмелям такой рацион не подходит.

Представители данного рода питаются исключительно нектаром и пыльцой. Они собирают их со многих видов растений. Перечень растений огромен, поэтому шмелей называют универсальными опылителями. Они приносят огромную пользу сельскохозяйственной деятельности человека, быстро повышая урожайность.

На взрослых особей шмелей также положена функция по выкармливанию своих личинок. Для этого они приносят в гнездо свежий нектар. Иногда вместо нектара личинкам предлагают собственный мед. Шмели тоже изготавливают мед, но он несколько отличается от привычного пчелиного. Мед шмелей намного жиже, имеет легкую консистенцию, более светлый цвет. На вкус он не такой сладкий и практически не издает запаха. Хранится такой мед очень плохо.

Интересный факт: Перед рассветом в гнезде шмелей всегда появляется один шмель, который начинает громко гудеть. Сначала ученые считали, что таким способом он призывает остальных особей приступать к работе. Однако оказалось, что шмель просто дрожит от холода и пытается согреться, ведь ранним утром температура воздуха достаточно низкая.

Шмели для опыления предпочитают выбирать преимущественно яркие цветы. Лишь в редких случаях животные могут полакомиться соком дерева. В процессе своего питания эти животные переносят семена, что способствует повышению урожайности. Самой любимой пищей данного насекомого является клевер.

Особенности характера и образа жизни

Фото: Шмель над цветком

Шмель относится к общественным насекомым. Свою жизнь они проживают с семьями. Каждая семья состоит из больших маток, самцов и маленьких рабочих шмелей. Семьи проживают в довольно крупных гнездах. Эти животные строят три вида гнезд:

• Под землей. Данный вид жилища предпочитают большинство представителей рода. Гнездо обустраивается в покинутых норах мелких, средних грызунов. Запах таких животных особенно манит самок шмелей. Для утепления подземного гнезда насекомое применяет материалы, оставшиеся от грызуна: сухую траву, шерсть;
• На земле. Такие гнезда обустраиваются в густой траве, покинутых птичьих гнездах, в моховых кочках;
• Над землей. Некоторые виды шмелей селятся в дуплах деревьев, в различных постройках и даже в скворечниках.

Семья шмеля не многочисленная. Чаще всего ее численность насчитывает всего сто особей. Проживают вместе они всего один год. После часть самок основывает новые семьи, другая часть – уходит на зимовку. Образ жизни шмелей достаточно насыщенный. У каждого члена семьи есть свои функции. Рабочие взрослые особи выполняют всю «черную» работу. Они кормят личинок, добывают пищу, охраняют жилище. Матка занимается отложением яиц, самцы – оплодотворением самок. Выполнив главную задачу, самцы в гнездах не задерживаются.

Характер у шмелей спокойный, не агрессивный. В отличие от большинства представителей своего семейства, эти насекомые никогда не нападают на людей без причины. Лишь в случае существования опасности шмель может ужалить. Однако для человека это пройдет практически безболезненно.

Социальная структура и размножение

Фото: Шмель животное

Социальная структура шмелей идентична социальной структуре большинства представителей настоящих пчел. У этих животных главной является матка. Именно она создает семью, на первых этапах занимается строительством жилья, откладывает яйца. Далее следуют самцы и рабочие шмели, которые в последствии занимаются выкармливанием потомства, добычей еды.

Самка шмеля оплодотворяется весной. Сразу после оплодотворения она в течении нескольких недель начинает активно питаться. Это необходимо для вынашивания здорового потомства. Далее самка начинает поиск подходящего места для кладки яиц. В это самое время яйца в яичниках самки начинают вызревать. Найдя место, самка приступает к гнездованию, строительным работам.

Интересный факт: Не все виды шмелей утруждают себя строительством гнезда. Отдельные представители рода ведут исключительно паразитический образ жизни. Они подкладывают свое потомство в ульи других семей.

За один раз самка откладывает около шестнадцати яиц. Все они имеют вытянутую форму, в длину достигают максимум четырех миллиметров. Уже через шесть суток из яиц появляются личинки. Окукливаются личинки через двадцать дней. Кокон созревает примерно через восемнадцать дней. То есть, в среднем, взрослые особи появляются после откладывания яиц через тридцать дней.

Интересный факт: Если вдруг матка погибает, то семья шмелей не распадается. Ее функции начинают выполнять рабочие шмели. Они тоже способны откладывать яйца.

Естественные враги шмелей

Фото: Шмель в полете

Шмели – быстрые, проворные, безобидные насекомые. Однако и у них хватает естественных врагов. Самым основным врагом шмелей можно назвать муравья. Этот маленький хищник приносит огромным вред насекомому: ворует его мед, яйца, личинок. От муравьев страдают все виды, которые предпочитают строить гнезда на земле. По этой причине многие виды отказываются от такого жилища, предпочитая селиться над землей или под землей, куда муравьям трудно пробраться.

Врагами шмеля считаются и некоторые представители ос. Так, одни из них приносят лишь небольшое неудобство, воруя свежеприготовленный мед, другие – убивают потомство. Воровством меда занимаются бумажные осы, а полакомиться расплодом могут осы-немки.

Опасность для любого шмеля несут в себе мухи-конопиды. Они нападают на насекомого в воздухе. Такая муха может часами преследовать свою жертву. Достигнув своей цели, муха-конопида откладывает яйцо прямо на шмеля. Позже из яйца вылупляется личинка. Она начинает поедать своего носителя, что постепенно приводит к его смерти.

Существенный вред шмелиным популяциям приносят птицы и хищники. Среди птиц главным врагом считается золотистая щурка. Она умело склевывает сотни насекомых, уничтожает за год огромное количество шмелей. Полакомиться таким насекомым не прочь и собаки, ежи, лисицы. Они нападают на гнезда.

Популяция и статус вида

Фото: Шмель насекомое

Шмель — важнейший опылитель. Он приносит огромную пользу сельскохозяйственной деятельности человека и в целом всей природе, опыляя лесные, культурные, луговые растения. Они универсальные, «работают» гораздо быстрее пчел. Особенно их участие важно в распространении бобовых, люцерны, клевера. Можно смело заявить, что эти растения растут в таком количестве только благодаря шмелям. Например, в Австралию шмелей завозили именно с целью разведения, опыления клевера.

Вид шмелей достаточно многочисленный. Только на сегодняшний день их насчитывается более трехсот разновидностей. Эти животные в большом количестве проживают практически на всех материках Земли. Исключением является Антарктида. Шмели достаточно быстро размножаются, умело маскируются, иногда разводятся людьми для сельскохозяйственных целей. По этим причинам популяция данных животных является стабильной.

В целом, популяции шмелей на сегодняшний день ничего не угрожает. Виду присвоен статус «вызывающие наименьшее опасения». Однако можно отметить, что с высокой точностью оценить популяцию данных насекомых невозможно по объективным причинам. Они очень маленькие, порой селятся в труднодоступных местах. Определить точное количество этих животных физически невозможно.

Охрана шмелей

Фото: Шмель Красная книга

Несмотря на достаточную популяцию шмелей, некоторых представителей этого рода относят к постепенно исчезающим насекомым. Отдельные виды шмелей постепенно вымирают, поэтому были занесены в Красные книги стран и некоторых городов. Назвать конкретные причины вымирания этих животных сложно.

Однако на популяцию шмелей негативно влияют следующие факторы: значительное ухудшение экологичной обстановки в регионах, активное воздействие на насекомых естественных врагов, разорение гнезд человеком, недостаток пищи.

Редким видом является армянский шмель. Он занесен в Красную книгу Украины, России. Это животное занимается опылением сложноцветных растений, бобовых. Предпочитает селиться в лесостепях, горных степях, на окраинах лесов, где растут сосны. Также в Красную книгу России занесен шмель обыкновенный. В небольшом количестве он еще обитает в некоторых регионах европейской части России.

Несмотря на то, что некоторые виды шмелей занесены в Красные книги. Активных мер по их охране до сих пор не проводится. Это связано с тем, что существует достаточно много других разновидностей шмелей и в целом данный вид находится в безопасности. Однако, чтобы сохранить остатки редких видов, необходимо определенным образом ограничить ведение хозяйственной деятельности в местах их обитания, запретить разведение костров, ограничить выпас скота.

Шмель – яркоокрашенное, очень полезное насекомое. Оно является универсальным опылителем, не приносит вреда человеку, не проявляет агрессию. Шмели широко распространены практически по всему земному шару. Они легко переносят прохладный климат, избегают тропиков из-за особенностей терморегуляции собственного тела. Это уникальный вид семейства пчел, который заслуживает внимательного и осторожного отношения со стороны людей, ведь некоторые разновидности шмелей на сегодняшний день уже занесены в Красные книги отдельных государств.

Шмель насекомое. Описание, особенности, образ жизни и среда обитания шмеля

Шмель — самое морозостойкое насекомое. Оно приспособилось сокращать грудные мышцы, разгоняя кровь, разогревая тело до 40-ка градусов. Приспособление позволяет шмелям вылетать за нектаром на рассвете, не страшась непрогретой атмосферы. Это конкурентное преимущество перед пчелами.

Описание и особенности шмеля

Герой статьи мохнатый. Шмель покрыт волосками, как говорится, с головы до пят. Покров густой. У пчелы волоски посажены редко и располагаются только на переднем отсеке тела.

К прочим особенностям шмеля относятся:

1. Плотное и толстое по сравнению с пчелиным тело. Оно также шире, чем у осы. Это еще одно насекомое, похожее на шмеля.

2. Наличие жал у самок вида и рабочих шмелей. Однако жалят родственники пчел редко. Жало шмелей гладкое, как у ос. У пчел отросток зазубренный, поэтому остается в теле человека.

Укус шмеля оставляет после себя лишь болезненные ощущения, местное покраснение, припухлость. Менее чем у 1% пострадавших возникает аллергия. Она типична для повторно ужаленных.

Однако бывает и буквальный укус шмеля. Его насекомое совершает челюстями. Это мощные, перекрещенные жвалы. Защищаясь, шмель сначала использует их, а уж потом жало.

3. Трехсантиметровая длина тела. Это рекорд, в сравнении с осами, шершнями, пчелами.

4. Вес около 0,6 грамма. Такова масса рабочих особей. Матка же может весить почти грамм.

5. Средне выраженный половой диморфизм. В частности, голова самки длиннее чем у самца и закруглена на затылке. Пунктирная линия на темени слабовыражена. У самцов полоса четкая, а голова треугольной формы.

Еще у мужских особей усики длиннее. Поэтому можно понять, шмель на фото или же шмелиха.

6. Хоботок длинной от 7-ми до 20-ти миллиметров. Орган нужен для проникновения в венчики цветов. Из них шмели добывают нектар.

7. Полосатая или полностью черная окраска. Последний случай — редкость. Расцветка обусловлена балансом меж функциями защиты и терморегуляции. Черный, в частности, притягивает энергию солнца.

Чередование же цвета с желтым и оранжевым отпугивает хищников, сигнализируя о ядовитости шмеля. Это обман. Ядовитым герой статьи не является.

Морозоустойчивость шмелей обусловлена не только сокращениями мышц груди, но и плотностью, длиной шерстяного покрова. Он, словно шубка, греет насекомое морозными утрами и вечерами.

В жару же покров шмеля, напротив, удерживает вблизи кожи прослойку воздуха температуры тела, а не окружающей среды. Если насекомому нужно охладиться, оно выпускает изо рта каплю слюны. Жидкость испаряется, охлаждая при этом животное, что облегчает полет шмеля.

Критической температурой воздуха для шмеля является +36 градусов. Насекомое перегревается, не может летать. Минимальной же температурой активности животного являются +4 градуса.

Виды шмелей

Шмель — насекомое о трехсот «лицах». Три сотни видов животного отличаются главным образом окраской, размером, местами проживания.

К основным видам шмелей относятся:

1. Обыкновенный. Его обыкновенность под вопросом, поскольку насекомое занесено в международную Красную книгу. У животного черный фон с двумя желтыми полосами. Встретить насекомое можно в Западной Европе и на Российских границах с ней.

2. Лесной. Он меньше прочих шмелей. Длина тела насекомого обычно составляет около 1,5 сантиметра. Отличаются представители вида также тусклой, неконтрастной окраской. Желтый в ней почти белый, а черный близок к серому.

3. Садовый. Этот шмель отличается длиной хобота. А вот тело насекомого некрупное — около 2-х сантиметров длиной. Окраска отличается широкой черной полосой меж крыльев и желтой грудкой. Цвет близок к тону цветов пустотела.

4. Армянский. Отличается коричневыми, а не белесыми, крыльями. Еще у насекомого вытянутые «щечки» и забеленный зад брюшка. Армянский шмель крупный, более 3-х сантиметров длиной. Вид редкий, занесен в международную Красную книгу.

5. Моховой. Вытянут максимум на 2,2 сантиметра. Представители вида отличаются отсутствием черных полос. Все волоски животного золотистые. Есть ряды, в которых ворсинки почти коричневые. Спинка насекомого ярко-оранжевая.

6. Земляной. У него черная грудка. По спине насекомого проходит черно-рыжая перевязь. Женские особи, которые у всех видов шмелей крупнее рабочих самцов, достигают в длину 2,3 сантиметра.

Земляное насекомое разводят в промышленных масштабах для опыления сельскохозяйственных культур.

7. Степной. Максимально крупный, достигает 3,5 сантиметра. Щечки шмеля квадратные, а окраска светлая. Перемежаются бледно-желтые и серые полосы. Меж крыльями насекомого есть тонкая черная перевязь.

8. Подземный. Его желтые полосы самые тусклые среди шмелей, кажутся белыми. Эти линии цвета цветов ванили перемежаются с черными. Отличают подземное насекомое также удлиненное брюшко и такой же вытянутый хоботок.

9. Городской. Миниатюрен. Длина некоторых рабочих особей равна 1 сантиметру. Максимум — 2,2 сантиметра. Окраска отличается от прочих шмелей рыжей грудкой и белым пятнышком на брюшке. Там же расположена черная перевязь.

10. Луговой. Еще меньше городского. Максимальная длина самки — 1,7 сантиметра. Рабочие особи часто дорастают лишь до 9-ти миллиметров. За темной головой насекомого расположен ворот насыщенно-желтого цвета. Такие шмели первее прочих выходят с зимовки.

11. Каменный. Это вид средних размеров. Шмель черный, за исключение кончика брюшка. Он оранжево-красный. У самцов есть еже желтый ворот на груди. Под описание за исключением нюансов подходят также темный, светлый, великий виды и ромкрипт.

Эти 4 шмеля являются земляными, то есть строят гнезда в почве. Есть также виды, располагающие домики на поверхности земли.

12. Пятноспинный. Занесен в Красную книгу России как уязвимый вид. На его бледно-желтой спинке из черных волосков сложена квадратная отметина.

13. Чесальщик. Отличается средним размером. На темном лбу насекомого есть желтые волоски. На спинке шмеля присутствует овальная отметина. Ее слагают черные ворсинки.

14. Фруктовый. Общая окраска этого шмеля бурая. На голове, грудке, брюшке и ногах цвет темнее. Крылья представителей вида слегка затемнены.

15. Конский. В длину не превышает 2-х сантиметров. Общая окраска насекомого светло-серая, но меж крыльями есть черная перевязь.

В общей сложности, только в Европе обитают 53 вида шмелей. Плюсом идут псевдо-шмели. Достаточно вспомнить синего. На самом деле, это пчела. У нее черное тельце и синие крылья. Официальное название вида — пчела плотник.

Она занесена в Красную книгу России. А вот зеленый шмель в ней не числится, поскольку является интернет-магазином натуральных продуктов. Так что, кроме 300-от видов настоящих шмелей по всему миру есть еще десятки вне систематики.

Поведение и среда обитания

Шмели живут семьями. В них присутствуют матки, самцы и рабочие особи. Их общее число — от 100 до 500-от. Это меньше, чем в семьях пчел.

Крепка шмелиная семья с весны до осени. Потом самки идут на зимовку, коллектив распадается. До этого распада матки приносят потомство, зачатое от самцов. Роль рабочих шмелей — строить, защищать гнездо и носить в него провизию. Последним заняты крупные особи. Мелкие рабочие присматривают за личинками.

Среда обитания насекомого зависит от его вида:

• городской шмель распространен по всей Евразии
• луговой встречается в Европе и части Азии, к примеру, Казахстане
• степной шмель типичен для востока Европы
• подземный вид распространен от Англии до Урала
• моховой шмель заселил всю Евразии кроме Заполярья
• представители земляного вида обитают в странах Европы, Азии, северо-запада Африки
• где обитает армянский шмель понятно из его названия
• садовый вид стоит искать на территориях от Великобритании до Сибири
• обыкновенный шмель обитает в Западной Европе

Наибольшая концентрация шмелей разных видов наблюдается в средних широтах. В тропиках и на крайнем севере насекомых минимум. В лесах Амазонки, к примеру, встречаются только 2 вида шмелей.

На некоторых территориях полосатые насекомые являются чуждыми, завезенными извне. В Австралию и Новую Зеландию, к примеру, в прошлом веке подселили садового шмеля.

Питание шмеля

Около 40-ка видов шмелей считают лакомством нектар клевера. Садятся насекомые и на другие цветы. Дополнительно родственники пчел пьют соки деревьев. Так что, становится понятным, что делают шмели на стволах.

Шмели производят мед, но в ограниченных количествах. Допуск к лакомству тоже ограничен. Взрослые особи воздерживаются, оставляя мед личинкам. Мед шмелей жиже и светлее пчелиного. Аромат продукта тоже менее выражен. Сладость шмелиного меда также минимальна.

Размножение и продолжительность жизни

Гнезда шмели строят под, на или же над землей. Первый вариант часто является занятыми ходами грызунов, к примеру, мышей. В покинутых ими домиках есть шерсть и сухие травы. Шмели используют их для утепления гнезд.

Гнезда на земле могут быть устроены в брошенных птицами, под травой. Насекомые, поднимающиеся выше, делают иное строение. Шмеля устраивает гнездование в дупле, скворечнике.

На брюшках шмелей есть железы, выделяющие воск. Им насекомые укрепляют стенки гнезд, а вот форма строений бывает разной, завися от выбранного для домика места. Воск не дает проникнуть в шмелиное гнездо влаге. Налепленный у входа материал еще и маскирует домик, защищая от посторонних глаз.

Цикл развития шмеля начинается с личинки. Ее откладывает по весне матка. Оплодотворяют ее с осени. От 8-ми до 16-ти яиц матка откладывает в собственнолапно построенное гнездо. Для его возведения особь выходит с зимовки раньше прочих.

Вторая стадия развития шмеля — личинка. Она появляется из яйца примерно на 6-е сутки. Около 2-х недель личинок кормит матка. Потом отпрыски окукливаются. Это третья стадия. Через 2,5 недели коконы прогрызают молодые шмели. Покинутые «домики» становятся складами для нектара, меда.

В месячном возрасте шмели позволяют матке больше не вылетать из гнезда, полностью обеспечивая колонию пищей, строительными материалами.

Правда, многие самцы улетают на поиски других маток, которых оплодотворят осенью. Мужские особи доживают до нее. А вот рабочие шмели смотрят на мир не больше двух недель.

Рекордсменами шмелиной жизни являются матки. Если они рождены осенью, успевают отметить первый день рождения. Матки, появившиеся на свет весной, покидают его раньше, осенью этого же года.

Шмели — полезнейшие насекомые

Шмель – представитель семьи настоящих пчел. Крупное насекомое, которое опыляет растения, очень похоже на пчелу. Всего известно около 3 сотен видов и 15 подвидов шмелей. Медоносная пчела обыкновенная является представителем того же рода, что и шмель «Bombus».

У этих насекомых имеется ряд превосходств перед пчелами. Они способны поднимать температуру тела выше 40 градусов, путем сокращения грудных мышц. Благодаря этому навыку холодная атмосфера им не страшна. Шмели могут вылетать за нектаром самым ранним утром.

Есть и еще одно преимущество. У пчел волосяной покров редкий, волоски покрывают только переднюю часть тела. У шмелей волосками же покрыто полностью все тело, сам покров очень густой. Это позволяет шмелям появляться в самом начале весны, когда еще лежит снег.

Так же благодаря этому шмели гораздо лучше пчел опыляют растения. Минимальная температура работоспособности шмеля +4 градуса. Поэтому шмелей можно встретить в более холодных широтах. Там они единственные, кто опыляет местные растения.

Тело шмеля обладает терморегуляцией. Между его телом и атмосферой сохраняется прослойка с температурой тела животного. При критической жаре (выше 35 градусов), насекомое становится не способным к передвижению. Во избежание перегревания, шмели пускают слюну, тем самым охлаждая свое тело.

Все шмели обладают гладким жалом, подобно осам. Реакция на укус обычно сопровождается незначительной болезненностью, покраснением, припухлостью. Аллергия возникает лишь у 1% впервые укушенных, у повторно укушенных чаще.

При защите шмель пользуется специальными перекрещенными жвалами, совершая прямой укус челюстями. Челюсти, кстати, у них довольно мощные, поэтому укус весьма болезнен. Только после этого используется жало.

Шмели отличаются друг от друга в основном полосками и их окрасом. Они бывают шире или уже, расположенные чаще или более редко. По размеру самки больше шмелей и достигают 3 сантиметров, самцы не более 2.5.

Имеет 6 лап. Тело, покрытое густыми волосинками, имеет отсеки, защищенные жесткими волосками. Сюда животное и собирает пыльцу, которая объемом порой достигает веса самого шмеля.

Совершается это при помощи специального хоботка, расположенного во рту.

Насекомое имеет свисающее брюшко. Летящее объемное тело шмеля на маленьких крыльях, кажется не подчиняющимся законам физики.

Животное имеет одну пару глаз, с помощью которых определяет цветы для опыления. На затылке у шмелей есть еще одно подобие глаз, фотоэлементы. Эти элементы помогают определять время суток.

Различия по половому признаку.

Самки имеют более вытянутую, закругленную форму головы. Самцы – круглую, иногда треугольную, с пунктирной линией на верхней части головы слева. У самок жвала сильно изогнуты и перекрываются во время смыкания. Верхняя губа имеет форму прямоугольника.

Ротовой аппарат самцов гораздо более мощный, позволяет перекусывать травинки и их стебли. Особи мужского и женского пола так же имеют незначительные отличия в стернитах. У самок на шестом отсутствует валик, у самцов на втором нет характерного возвышения.

У самцов отсутствует жало, на месте которого располагаются половые органы. У самок оно располагается в конце брюшка. Не имеет зазоров как у пчелы. Это позволяет спокойно извлечь его для повторного использования. Половые органы самцов спрятаны под хитиновым покровом, имеющим коричневый оттенок. На задних ножках самцов нет специальных отсеков для сбора пыльцы.

Шмель невероятно полезен, без него урожай практически невозможен. Ведь только это насекомое способно опылить клевер, пчелы этого сделать не могут. Свои гнезда шмели располагают как над землей, так и под ней. Второй вариант часто располагается в покинутом месте обитания грызунов. Здесь шмели находят остатки шерсти, сухой травы, которые используют для утепления жилища.

Над землей гнезда нередко устраиваются в дупле или скворечнике. С помощью воска, выделяемого специальными железами на брюшке, жилище защищается от влаги. Данный материал так же укрепляет и маскирует дом от посторонних взоров.

Перед вылетом шмели совершают своеобразную зарядку, сопровождающуюся характерным жужжанием. Раньше ученые воспринимали его как звук процесса вентиляции гнезда. При помощи таких «упражнений» пчелы значительно повышают температуру своего тела.

Шмель социален, подобно пчелам. Обязанности их семейства строго распределены. В составе семьи есть матка (большая плодящая самка), самцы, бесплодные рабочие самки. В основном весь процесс формирования гнезда и сбора меда ложится на рабочих. Количество таких «рабочих» в наиболее крупных гнездах может доходить до 2-х сотен особей.

Матка занимается регулярным воспроизведением потомства и вскармливанием личинок, первыми появившимися на свет. За дальнейшим потомством ухаживают рабочие самки. Кормят личинок перемешенной пыльцой с медом. Кстати, взрослые шмели от добытого лакомства отказываются. Самцы, оплодотворившие матку, улетают из гнездышка, что бы больше никогда не вернуться. Процесс оплодотворения всегда приходится на осень. Однако виды, существующие в тропиках плодятся на протяжении всего года.

Мед шмелей отличается от пчелиного большей жидкостью, более светлым цветом. Так же отличает их аромат и сладость, которые у пчел выражены больше. Размножение и жизненный цикл.

Свою жизнь шмель начинает будучи яйцом весной. В построенное собственными лапами гнездо матка откладывает 8-16 яиц. Для его строительства самка заканчивают зимовку раньше остальных. Примерно к 6-м суткам из яйца вылупляется личинка. В ближайшие 2 недели их дет кормить сама матка. Далее, на третьей стадии, личинка превращается в куколку. Чуть больше, чем через 2 недели, шмель перегрызает кокон.

В последствии в них будут складывать мед и добытый нектар. Уже через месяц недавно родившиеся шмели способны сами добывать необходимые строительные материалы, пищу. С этого момента матка не покидает гнездо. Самцы проживают целый сезон, доживая до осени, когда оплодотворяют новую матку.

Рабочие самки живут не более 2 недель. Единственным исключением является матка — она зимует.

В этом видео рассказывается о жизни одной матки с весны по осень, от ее рождения и до ее смерти.

Виды шмелей. Основными отличиями шмелей являются их окрас, величина и место обитания. Всего насчитывается около 3 сотен различных видов. Основные из них представлены ниже.

Обыкновенный шмель.

Является к охраняемым видом (находится в Красной книге). Окрас имеет 2 желтые полосы на черном фоне. Встречается на западе Европы, так же обитает в некоторых европейских регионах России.

Лесной вид шмеля.

Довольно мал (до полутора см длиной). Окрас очень тусклый: желтый цвет практически белый, черный скорее напоминает серый цвет.

Садовый шмель.

Гнезда за редким исключениям делают под землей в период поздней весны и летом. Хоботок имеет длиннее, чем у других видов.

Шмель земляной малый.

Очень небольшой по размерам (до 1,7 см в длину) обычная особь. Самцы до 2,2 см, самки гораздо больше (до 2,7см). Чаще всего обустраивает гнездо в норках, заброшенных грызунами, живут довольно большими семьями. Благодаря удлиненному хоботку отлично справляется с опылением клевера.

Подземный шмель.

Этот вид имеет весьма внушительные размеры, строит гнезда только под землей. Численность их семей, как правило, тоже значительна. Окрас имеет тусклый, особенно на кончике брюшка (почти белый). Гнездится не раньше наступления лета. Форма тела и хоботка вытянутая.

Чесальщик.

Имеет продолговатую форму тела и удлиненный хоботок. Численность семей значительно мала и формируется с июня месяца по июль. Что характерно, в их семьях нет рабочих особей.

Пятнисто-спинный вид.

Создает гнезда таким же образом, как чесальщик, имеет чуть меньшие размеры. На спине вместо полос расположено черное пятно.

Шмель каменный.

Гнездится как под землей, большими семьями. Отличительной особенностью является пятнышко красного цвета на брюхе. Основной окрас ярко черного цвета. Хоботок имеет средние размеры.

Малый каменный вид шмелей строит гнезда над поверхностью земли. Имеет длинный хоботок. Встречаются самые разные вариации окраса.

Конский шмель

имеет удлиненный хоботок. Не избирателен в месте формирования гнезда. Гнездится как над, так и под землей в конце весны – начале лета. Имеет серый окрас с особой полоской в области спины. Характерна продолговатая форма тела.

Шмель полевой.

Овальное тело маленького размера с самой различной окраской. Семейства обычно средние по численности, поселяются над землей.

Городской шмель

имеет темно-коричневый окрас. Тело короткое, хоботок средний. Не избирателен в местах формирования гнезд.

Самый агрессивный вид — изменчивый шмель.

Окрас не слишком яркий, но и не тусклый, хоботок длиннее среднего. Гнезда создает над землей большими семьями.

Моховой.

Отличается маленьким тельцем с довольно длинным хоботком. Имеет очень яркий, характерный золотистый окрас с оранжевой спинкой. Живут над землей, начинают формировать гнездо уже в марте.

Шмели «кукушки» являются паразитами в своем виде и не имеют характерных особенностей.