مقاله تخصصی تغذیه زنبور عسل | قسمت اول
زنبورهای عسل به کربوهیدرات ها (قندهای موجود در شهد یا عسل)، اسیدهای آمینه (پروتئین از گرده)، لیپیدها (اسیدهای چرب، استرول ها)، ویتامین ها، مواد معدنی (نمک ها) و آب نیاز دارند. افزون بر این، این مواد مغذی باید به نسبت مناسب در دسترس باشند تا زنبورها بتوانند به حیات و رشد خود ادامه دهند.
۱. کربوهیدرات ها
زنبورهای عسل نیز مانند سایر جانوران به کربوهیدرات ها به عنوان منبع انرژی نیاز دارند. تمام کربوهیدرات ها ابتدا به گلوکز تبدیل میشوند که وارد چرخه اسید سیتریک شده و در نهایت آدنوزین تریفسفات، سوخت اصلی تقریباً همه سلول ها، را تولید میکند. دی اکسید کربن و آب نیز به عنوان محصول جانبی این فرآیند آزاد میشوند. گلوکز علاوه بر نقشش به عنوان منبع انرژی، میتواند به چربی های بدن تبدیل شده و ذخیره گردد.
- یک زنبور کارگر روزانه به ۱۱ میلیگرم شکر خشک نیاز دارد. این مقدار معادل حدود ۲۲ میکرولیتر شربت قند ۵۰٪ برای هر زنبور کارگر در روز است.
- یک کلنی با جمعیت ۵۰,۰۰۰ زنبور، بنابراین روزانه به ۱.۱ لیتر شربت قند ۵۰٪ نیاز دارد (معادل نیم گالن شهد با غلظت قند ۲۵٪). این مقدار شامل نیازهای پرورش لارو و سایر فعالیت های کلنی نمی شود.
- با فرض اینکه شهدها غلظت قند ۵۰٪ داشته باشند، چنین کلنی سالانه نزدیک به ۳۱۷ کیلوگرم شهد مصرف خواهد کرد! البته مصرف در زمستان، زمانی که دما در ۳۵°C تنظیم نمیشود، کاهش مییابد، اما این کاهش ممکن است با افزایش نیازهای پرورش لارو و فعالیت های پروازی در سایر فصول جبران گردد.
۱.۱. جمع آوری شهد
شهد منبع اصلی کربوهیدرات ها در رژیم طبیعی زنبورهای عسل است. غلظت قند در شهد میتواند به طور گسترده ای از ۵٪ تا ۷۵٪ متغیر باشد، اگرچه بیشتر شهدها در محدوده ۲۵٪ تا ۴۰٪ قرار دارند. زنبور عسل از خرطوم خود برای مکیدن شهد گل ها استفاده کرده و این مایع را در کیسه عسل (Crop) ذخیره میکند. کیسه عسل بخشی تخصصی از دستگاه گوارش است و بین آن و روده میانی جایی که هضم اتفاق میافتد ، ساختاری به نام پروونتریکولوس وجود دارد.
این ساختار امکان ورود بخشی از شهد به روده میانی را هنگام نیاز زنبور به انرژی در مسیر بازگشت به کندو فراهم میکند، گرده های موجود در شهد را فیلتر مینماید و به عنوان دریچه یک طرفه از بازگشت مواد از روده میانی به کیسه عسل جلوگیری میکند. این مکانیسم تضمین میکند که شهد یا عسل آلوده نمیشود. به همین دلیل تأکید میکنم که عسل به هیچوجه «استفراغ زنبور» نیست!
کیسه عسل همچنین محل سنتز اتیل اولئات است؛ یک فرمون که توسط زنبورهای جمع آوری کننده ترشح شده و به زنبورهای جوان سیگنال میدهد که نیازی به تبدیل شدن به زنبورهای جمع آوری کننده ندارند. میانگین وزن شهد ذخیره شده در کیسه عسل ۲۵.۵ ±۱۵ میلیگرم است. این رقم قابل توجه است، چراکه وزن متوسط یک زنبور کارگر تنها ۱۲۰ میلیگرم است.
۱.۲. تبدیل شهد به عسل
زنبورهای جمع آوری کننده طی فرآیند جمع آوری شهد، آنزیم هایی مانند اینورتاز و گلوکز اکسیداز به شهد اضافه میکنند. بنابراین بخشی از هضم شهد پیش از رسیدن به کندو آغاز میشود:
- اینورتاز ساکارز را به دو قند شش کربنه، یعنی گلوکز و فروکتوز، تجزیه میکند.
- بخش کوچکی از گلوکز توسط گلوکز اکسیداز به اسید گلوکونیک و پراکسید هیدروژن تبدیل میشود. اسید گلوکونیک، عسل را اسیدی می کند و پراکسید هیدروژن خاصیت ضد میکروبی دارد. این دو عامل، عسل را به محیطی نامناسب برای رشد باکتری ها، کپک ها و قارچ ها تبدیل میکنند.
شهد سپس به زنبورهای گیرنده ، زنبورهای میان سالی که دوره پرستاری لاروها را گذرانده اند اما هنوز جمع آوری شهد را آغاز نکرده اند ، منتقل میشود. این زنبورها شهد را در سلول های شان ذخیره کرده و با دو روش آن را خشک میکنند:
- تشکیل یک قطره بزرگ بین خرطوم و آرواره ها برای تبخیر رطوبت.
- ایجاد جریان هوا با بال زدن روی سلول ها.
رطوبت شهد باید به ۱۷٪ الی ۱۸٪ کاهش یابد تا زنبورها عسل را «رسیده» تلقی کرده و سلول ها را با موم مهر و موم کنند. عسل هایی با گلوکز بالا (مانند عسل کلزا) به سرعت متبلور میشوند و باید هرچه زودتر استخراج گردند.
۱.۳. مواد سمی در شهد و جایگزین های قندی
زنبورهای بالغ میتوانند از گلوکز، فروکتوز، ساکارز، ترهالوز، مالتوز و مِلیزیتوز استفاده کنند، اما قادر به هضم رامینوز، زایلوز، آرابینوز، گالاکتوز، مانوز، لاکتوز، رافینوز، ملیبیوز یا استاکیوز نیستند.
بسیاری از این قندها برای زنبورها سمی هستند. به عنوان مثال، حدود ۴۰٪ از قندهای موجود در سویا برای زنبورها سمی اند؛ بنابراین در استفاده از سویا به عنوان جایگزین گرده باید احتیاط شود.
- برخی گیاهان به دلیل وجود آلکالوئیدها در شهدشان برای زنبورها سمی محسوب میشوند. از جمله:
- آزالیا (Rhododendron molle)
- آکونیت کارمایکل (Aconitum carmichaeli)
- خربق سیاه (Veratrum nigrum)
- شاه بلوط کالیفرنیا (Aesculus californica)
- داتوره (Datura stramonium)
- چای (Camellia sinensis) و چای روغنی (C. oleifera).
شهد این گیاهان معمولاً برای زنبورهای بالغ و لاروها سمی است و بیشتر آنها برای انسان نیز خطرناکند.
عسلک (Honeydew) ترشحات قندی تولیدشده توسط حشرات هوموپترا (مانند شته ها و زنجره ها) است. این حشرات به دلیل رژیم کم پروتئین خود (شیره گیاهان)، مجبورند مایعات زیادی مصرف کنند تا اسیدهای آمینه کافی به دست آورند و در نتیجه آب قندی اضافی را دفع میکنند. زنبورهای عسل از آنها برای تولید «عسلک» استفاده میکنند.
اگرچه این عسل به دلیل طعم قوی و منحصربه فردش مورد تحسین برخی است، اما میتواند به دلیل وجود قندهای غیرقابل هضم یا مواد معدنی فراوان، باعث اسهال در زنبورهای زمستانگذران شود. همچنین، شیوع فلج زنبورهای بالغ در آلمان به میزان بالای پتاسیم و/یا فسفر و کمبود سدیم در عسلک نسبت داده شده است.
۱.۴. HMF (هیدروکسی متیل فورفورال)
HMF ترکیبی است که در عسل و شربت ذرت با فروکتوز بالا تحت دمای زیاد و در اثر دهیدراسیون اسیدی قندهای هگزوز تشکیل میشود. فروکتوز نسبت به گلوکز مستعدتر به تشکیل HMF است. میزان HMF بالای ۳۰ ppm (قسمت در میلیون) برای زنبورهای عسل سمی محسوب میشود.
مطالعات نشان داده اند شربت ذرت با فروکتوز بالا حاوی این سطح از HMF در آزمایش های قفسی مرگومیر بالایی در زنبورها ایجاد میکند و حتی نسبت به زنبورهای آلوده به نوزما سرانا تلفات بیشتری دارد. زنبوردارانی که از شربت ذرت با فروکتوز بالا برای تغذیه زنبورها استفاده میکنند باید به شرایط نگهداری آن توجه ویژه ای داشته باشند، چرا که ممکن است طی حمل ونقل یا انبارداری در دمای بالا، این ماده از قبل فاسد شده باشد.
برخی عسل ها برای زنبورها بی خطرند اما برای انسان سمی هستند. مثال بارز آن عسل گیاه توتو (Coriaria arborea) در نیوزیلند است که موجب مرگ ومیر انسان ها شده است.
۲. پروتئین
۲.۱. اهمیت گرده
گرده منبع تأمین پروتئین، مواد معدنی، لیپیدها و ویتامین ها برای زنبورهاست. زنبورهای عسل، مانند سایر جانوران، به ۱۰ اسید آمینه ضروری نیاز دارند که باید از منابع خارجی تأمین شوند (پارامتر ۲.۵ را ملاحظه کنید). این اسیدهای آمینه تنها از گرده به دست می آیند، زیرا زنبورها منبع پروتئینی دیگری ندارند. میزان گرده جمع آوری شده توسط یک کلنی در سال بین ۱۰ تا ۲۶ کیلوگرم متغیر است.
- کمبود گرده یا کیفیت پایین آن باعث کاهش پرورش لارو و کوتاه شدن عمر زنبورهای کارگر میشود.
- این اثرات در نهایت بهره وری کلنی را تحت تأثیر قرار میدهد.
- کمبود گرده در فصل های بارانی میتواند به کاهش جمعیت یا فروپاشی کلنی بیانجامد.
- مطالعات اخیر نشان میدهند مکمل های گرده در بهار به عنوان «بیمه» در شرایط آب و هوایی نامساعد، باعث رشد سریعتر کلنی و افزایش تولید عسل میشوند و اثرات انگل واروآ و عفونت نوزما را کاهش میدهند.
۲.۲. جمع آوری گرده
- گرده توسط دو گروه جمع آوری میشود:
- زنبورهای گرده آور که تخصصاً گرده جمع میکنند.
- زنبورهای شهدآور که به صورت تصادفی گرده ها روی بدنشان می نشینند.
گرده ها توسط پاهای جلو و میانی از بدن زنبور پاک شده و به ساختار ویژهای در پاهای عقب به نام کوبیکولا یا «سبد گرده» منتقل میشوند. زنبورهای گرده آور، گلوله های گرده را با حرکتی شبیه «لگدزدن» به داخل سلولها که اغلب از قبل حاوی گرده هستند ،رها میکنند. سپس زنبورهای دیگر این گلوله ها را با حرکات چکشی به حالت خمیری درمی آورند. به دلیل ترشحات اضافه شده توسط زنبورها، گرده ها در سلول ها تحت تخمیر لاکتیک قرار میگیرند. اثرات اصلی این تخمیر شامل:
- کاهش نشاسته (از ۲٪ به ۰٪)
- افزایش قندهای احیایی و فیبر
- کاهش خاکستر و pH
سه باکتری احتمالی در این فرآیند نقش دارند: سودوموناس، لاکتوباسیلوس و ساکارومایسس. پژوهش ها نشان میدهند گرده های جمع آوری شده به راحتی تحت تخمیر قرار میگیرند و زنبورها آنها را مشابه گرده های تخمیر نشده مصرف میکنند.
- وزن دو گلوله گرده در پاهای زنبور بین ۷.۷ تا ۸.۶ میلیگرم است.
- کلنی هایی که فرمون لارو یا فرمون ملکه بیشتری تولید میکنند یا از نظر ژنتیکی مستعد جمع آوری گرده هستند، گرده بیشتری جمع میکنند.
- رابرت پیج (از دانشگاه ایالتی آریزونا) با انتخاب خطوط ژنتیکی «ذخیره گرده بالا» و «ذخیره گرده پایین»، نشان داد که خطوط با ذخیره بالا آنقدر گرده جمع میکنند که جایی برای پرورش لارو باقی نمی ماند، در حالی که خطوط با ذخیره پایین بدون مکمل های گرده از بین میروند.
۲.۳. فرایند تبدیل گرده به پروتئین
گرده با ترشحات غدد زنبورها مخلوط شده و به شکل نان زنبور (Bee Bread) در میآید و توسط زنبورهای جوان مصرف میشود. این ماده به عنوان «معده اجتماعی» برای هضم پروتئین عمل میکند، زیرا زنبورهای جمع آوری کننده نمی توانند مستقیماً گرده را هضم کنند اما همچنان به پروتئین نیاز دارند.
- پرورش هر لارو به ۲۵-۳۷.۵ میلیگرم پروتئین نیاز دارد که معادل ۱۲۵-۱۸۷.۵ میلیگرم گرده است.
- زنبورهای تازه متولدشده دارای غدد زیرحلقی و غدد آرواره ای توسعه نیافته هستند.
- غدد زیرحلقی: جفت غددی در سر زنبور کارگر که از یک مجرای مرکزی بلند با انشعابات متعدد (شبیه خوشه های انگور) تشکیل شده اند. این غدد تنها پس از مصرف گرده در ۷-۱۰ روز اول زندگی رشد میکنند.
- در زنبورهای جوان: ترشح بخش پروتئینی ژل رویال.
- در زنبورهای جمع آوری کننده: ترشح آنزیم اینورتاز برای تبدیل ساکارز به قندهای ساده.
- غدد آرواره ای: ساختارهای کیسه مانند متصل به پایه هر آرواره.
- در زنبورهای جوان: ترشح بخش لیپیدی ژل رویال.
- در زنبورهای جمع آوری کننده: تولید فرمون هشداردهنده (۲-هپتانون).
۲.۴. ترکیبات ژل رویال
- ژل رویال حاوی ۶۷٪ آب و ۳۲٪ ماده خشک است. ترکیب ماده خشک به شرح زیر است :
- ۱۲.۱٪ کربوهیدرات
- ۴.۰٪ لیپید
- ۱۲.۹٪ پروتئین
- ۱.۱٪ خاکستر
این درصدها بسته به فصل کمی متغیرند. ژل رویال همچنین حاوی:
- مواد معدنی کمیاب
- آنزیم هایی مانند گلوکز اکسیداز، پراکسیردوکسین و گلوتاتیون اِس-ترانسفراز
- ترکیبات ضدباکتری و آنتی بیوتیک
- مقادیر ناچیز ویتامین C
- فقدان ویتامین های محلول در چربی (A، D، E، K)
از کل پروتئین های موجود، ۱۳٪ شامل ۵۲ پروتئین مختلف است که ۴۷ مورد از آنها پروتئین های اصلی ژل رویال (MRJPs) با نامهای MRJP1 تا MRJP6 هستند .
سپاسگزاری
از باغ گیاه شناسی گرمسیری ژی شوانگبانا و باغ گیاه شناسی آلپ شان گریلا برای میزبانی در طول نگارش این مقاله (۱۳ تا ۱۹ ژوئن ۲۰۱۰) تشکر میکنم. همچنین از ملیسا هوانگ و کاترینا کلیت برای بازبینی مقاله قدردانی مینمایم.
منابع برای مطالعه بیشتر
- ۱. برادشنایدر، آر. و کریلزهایم، ک. (۲۰۱۰). تغذیه و سلامت در زنبورهای عسل. Apidologie. https://doi.org/10.1051/apido/2010012
- ۲. دی گراوت، ای.پی. (۱۹۵۳). نیازهای پروتئینی و اسید آمینهای زنبور عسل. Physiologia Comparata et d’Ecogia.
- ۳. اشمیت، جی.او. و همکاران. (۱۹۸۷). بقای زنبورهای عسل با رژیمهای گرده مختلف. Annals of the Entomological Society of America.
- ۴. سامرویل، دی. (۲۰۰۵). راهنمای تغذیه زنبورهای عسل برای زنبورداران. انتشارات https://rirdc.infoservices.com.au/downloads/05-054.pdf
شما میتوانید قسمت دوم ” مقاله تخصصی تغذیه زنبور عسل ” را از اینجا ملاحظه کنید.
