Шмель

Запрос «Шмель» перенаправляется сюда; см. также другие значения.

Эта статья — о насекомых. О других значениях см. Шмели (значения).

Запрос «Bombus» перенаправляется сюда; о программе для мобильных телефонов/смартфонов см. (Bombus (программа)).

Шмели́ (лат. Bombus) — род (перепончатокрылых насекомых) из семейства настоящих пчёл (Apidae), во многих отношениях близкий медоносным пчёлам.

Шмели
Научная классификация
Домен: Эукариоты Царство: Животные Подцарство: Эуметазои Без ранга: Двусторонне-симметричные Без ранга: Первичноротые Без ранга: Линяющие Без ранга: Panarthropoda Тип: Членистоногие Подтип: Трахейнодышащие Надкласс: Шестиногие Класс: Насекомые Подкласс: Крылатые насекомые Инфракласс: Новокрылые Клада: Насекомые с полным превращением Надотряд: Hymenopterida Отряд: Перепончатокрылые Подотряд: Стебельчатобрюхие Инфраотряд: Жалящие Надсемейство: Apoidea Семейство: Пчёлы настоящие Подсемейство: Apinae Триба: Bombini Latreille, 1802 Род: Шмели
Международное научное название
Bombus Latreille, (1802)
Синонимы
вкл. Psithyrus Lepeletier, 1833 Agribombus Skorikov, 1938 Agrobombus (Adventoribombus) Skorikov, 1922 Agrobombus (Laesobombus) Skorikov, 1922 Alpigenibombus Skorikov, 1938 Alpinibombus Skorikov, 1937 Apathus Newman, 1834 Bombus (Agrobombus) Vogt, 1911 Bombus (Anodontobombus) Krüger, 1917 Bombus (Boopobombus) Frison, 1927
Подроды
(Bombias) Bombus (Cullumanobombus) (Kallobombus) (Psithyrus) Thoracobombus
Ареал
Систематика в Викивидах Изображения на Викискладе ITIS   154397 NCBI   28641 EOL   104136

Около (300 видов шмелей) обитают в Северной Евразии, Северной Америке, Южной Америке, Северной Африке, а также в горах некоторых других регионов. Отличительные черты этого рода от других из семейства настоящих пчёл следующие: задние голени самки снаружи блестящие, полированные, слегка вдавленные, по краям с длинными волосками, которые образуют собирательный аппарат, так называемую «(корзиночку)»; шестой (стернит) брюшка самки, не уплощённый по бокам; брюшко не подогнуто на вершине; гениталии самца сильно хитинизированные, тёмные.

Систематика

Классификация

Основная статья: (Список видов шмелей)

В мире известно около 300 видов шмелей из примерно 50 подродов. Шмели-кукушки Psithyrus иногда ранее рассматривались как отдельный род, но в последнее время они включаются в состав Bombus (в одном или нескольких подродах), а общее число подродов сокращается до 15, которые считаются монофилетическими, диагностируются по морфологии, поведению и экологии.

Bombus	, 12 видов     (Bombias), 3 вида       (Kallobombus), 1 вид       , 3 вида     , 10 видов       , 22 вида       Thoracobombus, 50 видов     (Psithyrus), 30 видов               , 50 видов       , 5 видов     , 5 видов           , 7 видов     , 17 видов       , 7 видов     (Cullumanobombus), 23 вида

Филогения

Шмели (триба (Bombini)) это одна из четырёх групп пчёл с «(корзиночками)» (пыльцевыми корзинами на задних ногах, окружёнными жёсткими прямыми волосками) в составе семейства Apidae, вместе с (Apini) (медоносные пчёлы), Euglossini (орхидные пчёлы) и (Meliponini) (безжальные пчёлы), которые являются монофилетической группой. Продвинутое эусоциальное поведение, предположительно, эволюционировало дважды в группе. В настоящее время считается, что медоносные пчёлы (Apini с продвинутым социальным устройством колоний) и орхидные пчёлы (Euglossini) эволюционно тесно связаны, в то время как примитивные эусоциальные Bombini гораздо ближе к безжальным пчёлам (Meliponini), которые имеют несколько более развитое эусоциальное поведение. Исследования и анализ, проведённые с учётом всех молекулярных, морфологических и поведенческих данных, суммированы на кладограмме:

«Корзиночные» пчёлы	(Apini) (медоносные пчёлы)     Euglossini (орхидные пчёлы)         (Bombini) (шмели)     (Meliponini) (безжальные пчёлы)

Особенности строения и физиологии

Голова шмеля

Шмель на цветке шафрана, в его пыльце

Средних и крупных размеров перепончатокрылые; самка длиной от 13 до 28 мм, а самец — от 7 до 24 мм.

Шмели — одни из самых холодостойких видов насекомых: они способны, быстро и часто сокращая мышцы груди, ускоренно разогреть своё тело до необходимых 40 °C. Это позволяет им вылетать рано утром и собирать первый нектар, когда воздух ещё недостаточно прогрелся. К тому же быстрое повышение температуры тела даёт шмелям определённое конкурентное преимущество перед другими видами насекомых.

Окраска

Окраска шмелей, как правило, жёлто-чёрная, часто в полоску. Кроме того, встречаются виды шмелей с красными или оранжевыми полосами, а некоторые виды окрашены в сплошной чёрный цвет. Предполагается, что окрас шмелей связан с необходимостью баланса между мимикрией (маскировочной или предупреждающей) и терморегуляцией.

Самка

Голова самки слегка удлинённая, широко закруглённая на затылке. Верхняя губа прямоугольная, жвалы сильноизогнутые, при сближении перекрываются, наружная их поверхность с тремя выпуклыми бороздками. Брюшко не подогнуто на вершине, шестой брюшной стернит всегда без валиков по бокам. Наружная поверхность задних голеней блестящая, гладкая и образует «(корзиночку)» для сбора пыльцы — площадку, окружённую жёсткими прямыми волосками.

Самец

Голова самца треугольная или почти округлая, с тонкой пунктировкой, которая особенно заметна на лицевой части и темени. Скапус равен трети или половине длины жгутика усиков.

Брюшко не подогнуто на вершине, второй (стернит) брюшка без срединного возвышения. Гениталии сильно хитинизированные, тёмно-коричневые. Задние голени обычно расширены на вершине, наружная поверхность варьируется по выпуклости и густоте опушения (дистальная треть обычно гладкая и менее волосистая, слегка блестящая).

Жало

Матка шмеля и рабочие шмели могут жалить. Шмели не агрессивны, но могут жалить при защите своего гнезда, либо если им был причинён вред. В отличие от пчелиного, жало шмеля не имеет зазубрин, поэтому насекомое может многократно применять его, не причиняя себе вреда; по этой же причине после укола жало не остаётся в ране. Внутри жало шмеля пустотелое, и при ужалении шмель также впрыскивает небольшое количество своего яда, тремя основными компонентами которого являются бомболитин (основной компонент), (фосфолипаза A2), (сериновые протеазы).

Развитие

Личиночных стадий четыре. Личинки развиваются от 10 до 14 дней, затем они плетут шёлковый (кокон), где будут окукливаться. Куколка развивается 14 дней. Итого развитие инфраимагональных стадий продолжается 4—5 недель, в зависимости от температуры окружающей среды и достатка пищи.

Поведение

Шмели — общественные насекомые. У них имеется разделение самок на более крупных плодящих маток и мелких бесплодных рабочих, выполняющих все основные работы в гнезде. Обычно в крупных шмелиных гнёздах бывает 100—200 особей.

(Шмели-кукушки) (около 30 видов) отличаются паразитическим образом жизни и ранее выделялись в отдельный род (Psithyrus) (ныне подрод в составе рода Bombus).

Шмель, сидящий на цветке иван-чая.

Гнездо

Гнездо () устраивают в почве, подстилке, дуплах, брошенных гнёздах грызунов или птиц.

Некоторые виды (Pollen-stores) откладывают пыльцу в ячейки, отделённые от пакета с личинками ((Bombus lapidarius), (terrestris), (lucorum), (pratorum), (jonellus), (lapponicus), , (cullumanus)), другие (Pocket-makers) делают их рядом, прикрепляя к кластеру с личинками. Эта вторая группа, либо (Pollen-primers) кладёт яйца в ячейки с пыльцой ((ruderatus), (hortorum), , (distinguendus)), либо (Carder-bees) кладут мелкие округлые яйца прямо на земляное дно гнезда ((agrorum), (muscorum), (sylvarum), (derhamellus), ).

Экологическая роль

Шмелям принадлежит большая роль в опылении различных растений и сельском хозяйстве, так как их опыление увеличивает урожайность сорока сельскохозяйственных культур. Наиболее известными сельскохозяйственными культурами, опыляемыми шмелями, являются фасоль, яблоки, клевер, рапс, масличный рапс и земляника.

Значение

См. также: (Шмелеводство)

Шмели имеют хозяйственное значение как опылители. Для опыления овощей в теплицах и оранжереях могут быть использованы шмелиные семьи.

Палеонтология

Ископаемый шмель † Dehon et al., 2014 (~10 млн лет, миоцен, Испания)

Ископаемый шмель † (миоцен, Чехия)

Самые ранние достоверные ископаемые окаменелости рода Bombus датируются миоценом (20—10 млн лет). Известны и более ранние находки, но они описаны недостаточно подробно, например, датированные олигоценом (33—23 млн лет) и эоценом (флориссант США, 37—33 млн лет), поэтому их отнесение к шмелям условно и время возникновения группы пока точно неизвестно. Окаменелость шмеля — очень редкая находка, поскольку такому большому насекомому очень сложно попасть в (смолу) и оказаться полностью окутанным ею, чтобы отвердеть в янтаре. Находки указывают на то, что Азия была местом, где впервые появились шмели, и до сих пор в этой части света обитает наибольшее разнообразие шмелей. Вероятно, они распространялись на запад Азии, через Европу в Северную Америку и в конце концов — в Южную Америку.

• †(Bombus vetustus) (Rasnitsyn) & (Michener), 1991 (10 млн лет, миоцен, Россия)
• † Heer, 1867 (миоцен, Германия)
• † Zhang et al., 1994 (15 млн лет, миоцен, Китай)
• † Dehon et al., 2014 (10 млн лет, миоцен, Испания)
• † Riou, 1999 (миоцен, Франция)
• † Novák, 1878 (16 млн лет, миоцен, Чехия)
• † Zhang et al., 1994 (15 млн лет, миоцен, Китай)
• ?† (Cockerell, 1906) (37—33 млн лет, эоцен, США)
• = Cockerell, 1906
• † Zhang, 1990 (15 млн лет, миоцен, Китай)
• ?† Rogenhofer, 1867 (20 млн лет, миоцен, Греция)
• † Cockerell, 1931 (15 млн лет, миоцен, США)
• † Wappler & Engel, 2012 (10 млн лет, миоцен, Германия)
• † (подрод Cullumanobombus) (миоцен, Чехия)

Шмель в геральдике

• Изображение шмеля на гербе коммуны (Хуммельталь) в Баварии, ФРГ
• Изображение шмеля на гербе волости (Хуммули) (Эстония)

Аэродинамические характеристики

Существует распространённое заблуждение, что шмель летает вопреки законам аэродинамики. Вероятно, оно возникло в начале XX века при попытке применить к шмелю вычисления подъёмной силы, предназначенные для самолётов. Физик Чжэн Джейн Ван из Корнеллского университета (США) доказала, что полёт насекомых не нарушает физических законов. Для этого потребовалось много часов моделирования на суперкомпьютере сложного движения воздуха вокруг быстро движущихся крыльев. Ван отмечает, что старый миф о шмеле — следствие плохого понимания авиаинженерами нестационарной вязкой газовой динамики, также известной как .

Примечания

1. BioLib от 27 мая 2011 на Wayback Machine (чешск.) Profil taxonu — rod čmelák Bombus Latreille, 1802
2. (Горностаев Г. Н.) Насекомые СССР. — Москва: Мысль, 1970. — 372 с. — (Справочники-определители географа и путешественника).
3. Paul H. Williams. An annotated checklist of bumble bees with an analysis of patterns of description (англ.) //  : journal. — 1998. — Vol. 67. — P. 79—152.
4. Определитель насекомых Дальнего Востока России. Т. IV. Сетчатокрылообразные, скорпионницы, перепончатокрылые. Ч. 1 / под общ. ред. П. А. Лера. — СПб.: Наука, 1995. — С. 552—553. — 606 с. — 3150 экз. — .
5. Dave Goulson. Bumblebees Behaveour and Ecology. — Oxford, New York: Oxford University Press, 2003. — .
6. Williams, Paul; Cameron, Sydney A.; Hines, Heather M.; Cederberg, Bjorn; Rasmont, Pierre. A simplified subgeneric classification of the bumblebees (genus Bombus) (англ.) // Apidologie : journal. — 2008. — Vol. 39. — P. 46—74. — doi:10.1051/apido:2007052. 30 апреля 2016 года.
7. Bombus от 24 августа 2017 на Wayback Machine. www.nhm.ac.uk
8. Cardinal, Sophie; Danforth, Bryan N. The Antiquity and Evolutionary History of Social Behavior in Bees (англ.) // PLOS ONE : journal. — 2011. — June (vol. 6, no. 6). — P. e21086. — doi:10.1371/journal.pone.0021086. — (Bibcode): 2011PLoSO...621086C. — PMID 21695157. — PMC 3113908.
9. Фильм BBC «Жизнь в микромире. Взмывая ввысь»
10. Paul H. Williams. The distribution of bumblebee colour patterns world-wide: possible significance for thermoregulation, crypsis, and warning mimicry (англ.) // ^[англ.] : journal. — 2007. — Vol. 92, no. 1. — P. 97—118. — doi:10.1111/j.1095-8312.2007.00878.x. 14 июля 2015 года.
11. Molecular cloning and antibacterial activity of bombolitin isolated from the venom of a bumblebee, Bombus terrestris от 16 ноября 2016 на Wayback Machine.
12. Шмель // Малый энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона. — 2-е изд., вновь перераб. и значит. доп. — Т. 1—2. — СПб., 1907—1909.
13. Psithyrus (англ.) на сайте Национального центра биотехнологической информации (NCBI).
14. Прощалыкин М. Ю. и Купянская А. Н. Пчёлы семейства Apidae (Hymenoptera, Apoidea) Забайкалья (рус.). — Euroasian Entomological Jornal, 2009. — С. 59—68. 6 октября 2014 года.
15. Frederick William Lambert Sladen. The Humble-Bee. Its Life-History and How to Domesticate it, with Descriptions of All the British Species of Bombus and Psithyrus. — Cambridge University Press, 2014 (First in 1912). — P. 152—153. — 312 p. — .
16. Kuidas mõjutavad põllumajanduse keskkonnameetmed kimalaste arvukust? (эст.). eestiloodus.ee. Дата обращения: 25 сентября 2023. 21 июня 2022 года.
17. Технология промышленного разведения шмелей. Использование шмелей в современных тепличных предприятиях  (неопр.). Дата обращения: 13 ноября 2015. 17 ноября 2015 года.
18. M. Dehon, T. De Meulemeester, and M. S. Engel. 2014. Taxonomic names, in Wing shape of four new bee fossils (Hymenoptera: Anthophila) provides insights to bee evolution от 6 мая 2021 на Wayback Machine. PLoS One 9(10): e108865 DOI:10.1371/journal.pone.0108865
19. Zeuner, F. E. & F. J. Manning. 1976. A monograph on fossil bees (Hymenoptera: Apoidea) от 24 августа 2017 на Wayback Machine. Bull. British Mus. (Nat. Hist.) Geol. 27: 149—268.
20. Wappler T., De Meulemeester T., Murat Aytekin A., Michez D., Engel M.S. (2012). Geometric morphometric analysis of a new Miocene bumble bee from the Randeck Maar of southwestern Germany (Hymenoptera: Apidae) от 24 августа 2017 на Wayback Machine. Syst Entomol 37: 784—792.
21. (Williams, 1985a)
22. (A. P. Rasnitsyn) and (C. D. Michener). Miocene fossil bumble bee from the Soviet Far East with comments on the chronology and distribution of fossil bees (Hymenoptera: Apidae) (англ.) // (Annals of the Entomological Society of America) : journal. — 1991. — Vol. 84(6). — P. 583—589.
23. J. Zhang, B. Sun, and X. Zhang. 1994. Miocene insects and spiders from Shanwang, Shandong 1—298
24. Riou B. Descriptions de quelques insectes fossiles du Miocène supérieur de la Montagne d’Andance (Ardèche, France) // Travaux de l'École Pratique des Hautes Études, Biologie et Évolution des Insectes. — 1999. — Vol. 11/12. — P. 123—133.
25. Novák O. 1878. Fauna der Cyprisschiefer des Egerer Tertiärbeckens. Sitzungsberichte der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Classe der Kaiserlichen Akademie der Wissenschaften 76:71-96
26. (Cockerell T. D. A.) Fossil Hymenoptera from Florissant, Colorado // Bulletin of the Museum of Comparative Zoology, Harvard College. — 1906. — Vol. 50(2). — P. 33—58.
27. Zhang J. F. New fossil species of Apoidea (Insecta: Hymenoptera) // Acta Zootaxonomica Sinica. — 1990. — Vol. 15. — P. 83—91.
28. Rogenhofer H. 1867. Die Fossile Flora Von Kumi Auf Der Insel Euboea. Denkschriften der Kaiserlichen Akademie der Wissenschaften in Wien, Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Classe 27:33
29. paleobiodb.org: †Bombus proavus Cockerell, 1931 от 24 августа 2017 на Wayback Machine.
30. Prokop, J.; Dehon, M.; Michez, D.; Engel, M. S. An Early Miocene bumble bee from northern Bohemia (Hymenoptera, Apidae) (англ.) // ZooKeys : journal. — ^[англ.], 2017. — Vol. 710. — P. 43—63. — doi:10.3897/zookeys.710.14714.
31. Home - Unit - DFD  (неопр.). Дата обращения: 4 октября 2013. 5 октября 2013 года.

Литература

• Шмели // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
• Определитель насекомых Дальнего Востока России. Т. IV. Сетчатокрылообразные, скорпионницы, перепончатокрылые. Ч. 1 / под общ. ред. П. А. Лера. — СПб.: Наука, 1995. — С. 552—553. — 606 с. — 3150 экз. — .
• Charles Duncan Michener (2000). The Bees of the World. Johns Hopkins University Press.
• «Bees». (World Book Encyclopedia) 1998 ed.
• Hasley, William D. «Bees». 1990 ed.
• Freeman, Scott. Biological Science. New Jersey: Upper Saddle River, 2002.
• Abbott, Carl, and Bartlett, John. «Bumble Bees». Encarta Encyclopedia. 2004 ed.
• Goulson, Dave. «Bumblebees: Their Behaviour and Ecology» 2003. Oxford University Press
• Macdonald, M. & Nisbet, G. 2006. «Highland Bumblebees: Distribution, Ecology and Conservation». HBRG, Inverness, hbrg.org.uk. .
• Schweitzer, Dale F. et al. (2012). Conservation and Management of North American Bumble Bees. Washington D.C.: .