Rodzina pszczela składa się z matki pszczelej, pszczół robotnic oraz okresowo z trutni i czerwiu we wszystkich stadiach rozwojowych. W Normie Branżowej określone są wymagania stawiane matkom i pszczołom różnych ras (tabl. 1, 2).

Dość trudno określić dolną i górną granicę liczebności pszczół robotnic i trutni w rodzinie pszczelej. Za dolną granicę F. Ruttner (1981) przyjmuje stan liczbowy takiej rodziny, która zdolna jest do wychowu czerwiu trutowego, czyli liczącej ponad 500 pszczół. Bardzo silna rodzina pszczela ma 50 tysięcy robotnic i od kilkuset do kilku tysięcy trutni. Zdarzają się również rodziny mające 80 tysięcy osobników.

W każdej rodzinie pszczelej jest tylko jedna matka. W czasie cichej wymiany, a także rójki może być tylko okresowo więcej matek. Jest to jednak stan szczególny, który będzie opisany w dalszej części opracowania.

Różnice w budowie morfologiczno-anatomicznej i rozwoju larwalnym matki pszczelej i pszczoły robotnicy

Różnice morfologiczno-anatomiczne. Żeńskie osobniki w rodzinach pszczelich pojawiają się w dwu fenotypach - robotnicy i matki. Pod pojęciem fenotyp rozumie się wygląd zewnętrzny i wszystkie dostrzegalne cechy i właściwości organizmu. W rodzinie pszczelej występuje więc dymorfizm między osobnikami żeńskimi, czyli morfologiczne i anatomiczne zróżnicowanie między pszczołą robotnicą a matką pszczelą. Różnica w morfologii poszczególnych osobników jest efektem ich przystosowania do prac, jakie wykonują w rodzinie pszczelej. Matka osiąga wiek nawet 5 lat, pszczoła zaś w sezonie żyje od 20 do 52 dni, a tylko zimą 6 miesięcy. Matka ma dwukrotnie większą masę ciała.

W morfologiczno-anatomicznej charakterystyce matki wyodrębniono około 50 elementów różniących ją od robotnicy (F. Ruttner za E. Zanderem, 1981). Najważniejsze z nich to:

• głowa szersza, lecz krótsza,
• żuwaczki krótsze, ale szersze,
• stopa bardziej wydłużona, z 9 rzędami szczecinek,
• brak lusterek woskowych,
• brak gruczołu Nasonowa,
• 2 ostatnie węzły nerwowe zlane w jedną całość,
• żądło z mniejszą liczbą zadziorów,
• brak koszyczka na odnóżach,
• jajniki z 200-300 rurkami jajnikowymi,
• obecność zbiorniczka nasiennego.

Matka pszczela pozbawiona jest narządów umożliwiających zbiór pokarmu, budowanie gniazda i karmienie czerwiu.

Różnice w rozwoju larwalnym. W pierwszych dwóch dobach rozwoju larwa, z której rozwinie się robotnica, rośnie szybciej niż larwa, z której rozwinie się matka. Pierwsza z nich w dalszej części opracowania będzie określana jako larwa robotnicy, a druga – jako larwa matki. Przez początkowe 15 godzin życia larwa matki wydziela więcej dwutlenku węgla niż larwa robotnicy. W tym okresie intensywniej przebiegają u niej procesy przemiany materii, ale wolniej rośnie. Wytwarza ona również więcej hormonu juwenilnego produkowanego przez ciała przyległe (corpora allata). Ciała te spełniają funkcję gruczołów wydzielania wewnętrznego. Regulują procesy linienia i przeobrażania larw. Mają wpływ na rozwój gruczołów płciowych.

W drugiej dobie rozwoju larwalnego matki wykształca się układ nerwowy i narządy rozrodcze. Układ nerwowy robotnicy zaczyna wykształcać się o dobę później. Ciało larw robotnic w porównaniu z ciałem larw matek w pierwszych dniach zawiera więcej wody, mniej natomiast zapasowych substancji w postaci glikogenu i tłuszczów. U larw matek substancje te odkładają się łatwiej, ponieważ mleczko pszczele przeznaczone dla nich zawiera więcej cukrów, z których powstaje glikogen i tłuszcze. W trzeciej dobie rozwoju larwalnego pojawia się większość różnic morfologiczno-anatomicznych między larwą matki i larwą robotnicy.

Kondycja fizyczna

Kondycję fizyczną młodej matki ocenia się bezpośrednio po jej wygryzieniu. Matka pszczela powinna wówczas mieć odpowiednią masę ciała. Zgodnie z Normą Branżową BN-77/9148-02 masa matki pszczelej bezpośrednio po wygryzieniu w zależności od rasy powinna wynosić (w mg):

• środkowoeuropejska - 190
• kaukaska - 180
• kraińska  - 185
• mieszańce wymienionych ras - 185.

Wiele kłopotów wiąże się z ważeniem matek, wygryzają się one bowiem zarówno dniem, jak i nocą. Stąd też w praktyce masa niektórych matek określana jest dopiero po upływie nawet 18 godzin od wygryzienia. W tym okresie zaś może ona ulec znacznemu obniżeniu.

Od masy matki pszczelej w dużym stopniu uzależniona jest liczba rurek jajnikowych. U matek rasy kaukaskiej powinna ona być większa niż 290, a u pozostałych ras - 300. Od liczby rurek jajnikowych zależy liczba jaj, jakie w ciągu życia może złożyć matka, a przypuszczalnie również tempo jej czerwienia. Dobra matka w ciągu życia może złożyć maksymalnie 7 milionów jaj. Liczba jaj unasienionych zależy od liczby plemników w zbiorniczku nasiennym. Nie powinno ich w nim być mniej niż 5 milionów.

Matka pszczela spełnia w rodzinie 2 podstawowe funkcje: rozrodczą - składanie jaj (czerwienie) oraz integrującą rodzinę pszczelą - wydzielanie substancji matecznej (feromonów).

Czerwienie

W okresie sezonu matka pszczela dobrej jakości składa jaja. Liczba składanych jaj mieści się w dość szerokich granicach, od kilkuset do 4000, średnio ponad 2000. Masa jaj złożonych w ciągu doby może więc być większa niż masa jej ciała, czyli ponad 250 mg. Jesienią, najczęściej w październiku, matka przerywa czerwienie. Rozpoczyna je zaś w lutym, a niekiedy nawet w styczniu następnego roku. Przerwanie czerwienia związane jest z zaprzestaniem karmienia jaj przez otaczające pszczoły karmicielki, czyli tzw. świtę (rys. 1), co z kolei wiąże się ze zmniejszoną aktywnością pszczół w okresie jesienno-zimowym. W czasie czerwienia matka przechodzi około 1/4 km na dobę.

Rys. 1. Matka pszczela w otoczeniu świty (fot. M. Wojtacki)

Matka składa do komórek pszczelich jaja zapłodnione, z których wygryzą się robotnice, a do komórek trutowych jaja niezapłodnione, z których powstaną trutnie. W okresie wchodzenia w nastrój rojowy matka zaczerwia zbudowane przez pszczoły miseczki, które przekształcane są następnie w mateczniki. Z mateczników tych wygryzą, się matki. Jaja zapładniane są plemnikami ze zbiorniczka nasiennego. Plemniki trafiają do zbiorniczka po kopulacji matki z trutniami i zachowują żywotność przez całe jej życie. U matek starych zapas plemników wyczerpuje się i wówczas składają one więcej jaj niezapłodnionych, z których rozwijają się trutnie. U matek gorzej unasienionych zapasy plemników wyczerpują się szybciej i dlatego wcześniej zaczynają one składać dużą liczbę jaj niezapłodnionych.

Przed złożeniem jaja matka wkłada do komórki głowę i przednie nogi. Doświadczalnie udowodniono, że matki z unieruchomionymi nogami składają tylko jaja zapłodnione, a matki z obciętymi czułkami: wcale nie czerwią.

Jajo wytworzone w rurce jajnikowej przechodzi przez pochwę, do której uchodzi przewód zbiorniczka nasiennego. W przednim końcu jaja znajduje się okienko (mikropyle), które może zetknąć się z plemnikami w ujściu umięśnionego przewodu zbiorniczka nasiennego.

W czasie składania przez matkę jaj do komórek pszczelich plemniki swobodnie przemieszczają się w przewodzie łączącym zbiorniczek nasienny z pochwą. W momencie, kiedy jajo znajdzie się w pochwie na wysokości ujścia tego przewodu do pochwy, jeden z plemników zapładnia jajo.

Jeśli jajo składane jest do komórki trutowej, umięśniony przewód łączący zbiorniczek nasienny z pochwą kurczy się i nie dopuszcza do wyjścia plemnika.

Na końcu jaja jest substancja kleista, która przytwierdza je do dna komórki. Czerwiąca matka posuwa się spiralnie składając jajo do każdej komórki. Omija jednak komórki zdeformowane oraz zajęte przez pierzgę i miód. Ze względu więc na wymiary ramki, w której obsadzony jest plaster, czerw z zasady ma kształt elipsy. Dobrze czerwiąca matka pozostawia czerw zwarty. Matki zapłodnione trutniami w bliskim pokrewieństwie, a także matki ułomne pozostawiają po sobie czerw rozstrzelony, tzn. nie w każdej sąsiadującej komórce znajduje się larwa.

Po złożeniu 15-20 jaj matka robi przerwę, podczas której pobiera pokarm od otaczających ją pszczół. Swita składa się z młodszych, 5-10-dniowych pszczół, które karmią matkę mleczkiem pszczelim produkowanym przez gruczoły gardzielowe. Ilość podawanego jej mleczka ma wpływ na liczbę składanych jaj. W okresie czerwienia matka pobiera od 0,25 mg do 0,50 g mleczka pszczelego na dobę. Matka nie czerwiąca żywi się miodem podobnie jak pszczoły.

Substancja mateczna

Matka pszczela wydziela substancję mateczną stanowiącą mieszaninę feromonów. Są one zlizywane z ciała matki przez pszczoły ze świty i przekazywane innym pszczołom. Odbywa się to przy bezpośrednim kontakcie jednej pszczoły z drugą. W ten sposób dociera do wszystkich pszczół znajdujących się w danej rodzinie. Substancja ta nie ulatnia się i nie może być przekazywana rodzinom oddzielonym, na przykład, podwójną siatką.

Znane są 2 rodzaje substancji matecznej. Jedna z nich (feromon I) . wydzielana jest przez gruczoły żuwaczkowe znajdujące się w głowie matki. Hamuje ona budowę mateczników w rodzinie, ale nie wstrzymuje wykształcenia trutówek i składania przez nie jaj. Feromon wydzielany przez gruczoły leżące w tułowiu matki hamuje powstawanie trutówek i składanie przez nie jaj.

Ostatnio stwierdzono, że dla trutni najbardziej atrakcyjny jest feromon wydzielany pod tergitami (płytkami grzbietowymi) matki, aczkolwiek atrakcyjność tę wykazuje również tzw. feromon I.

Podstawowym składnikiem substancji matecznej jest kwas 9-ketotrans-2-decenowy o wzorze chemicznym CH₃-CO-(CH₂)₅-CH-CH-COOH (feromon I) oraz kwas 9-hydroksy-2-trans-2-decenowy (feromon II). Nie udało się do tej pory wyodrębnić innych składników, chociaż wiadomo, że substancja mateczna składa się z wielu innych związków chemicznych. Jest ona specyficzna dla każdej matki pszczelej. Na tej podstawie pszczoły prawie bezbłędnie odróżniają swoją matkę od obcej. Niewielka ilość kwasu 9-keto-trans-2-decenowego, umiejscowionego na wysokości 10 m nad ziemią, wabi trutnie. Kwasy o podobnej budowie (kwas 10-hydroksy-decenowy) znajdują się w mleczku pszczelim. Zarówno feromon I, jak i mleczko pszczele bywają wykorzystywane przy poddawaniu matek. Przez skropienie tułowia tymi substancjami, zwiększa się przypuszczalnie atrakcyjność poddawanych matek.

Istnieją sposoby dostarczania substancji matecznej do rodziny pszczelej. Buttler co 5 minut wpuszczał do osieroconych rodzin 20 pszczół z rodzin, w których była matka. Hamowało to budowę mateczników w rodzinach osieroconych.

Resztki substancji matecznej zlizywane są z ciała martwych matek. Mogą one również być ekstrahowane etanolem. Ekstrakt ten spełnia podobną rolę, jak substancje normalnych matek. Budowę mateczników w rodzinach osieroconych można zahamować przez wstawianie do rodziny małego kawałka styropianu, wielkości matki pszczelej, nasączonego kwasem 9-keto-trans-2-decenowym.

Rodzaje matek pszczelich

W zależności od przyjętego kryterium podziału matki pszczele możemy podzielić na kilka grup.

Ze względu na sposób pozyskiwania, matki możemy podzielić na:

• z cichej zmiany,
• rojowe,
• ratunkowe.

Cicha zmiana następuje w tych rodzinach, których matki charakteryzują się obniżoną wartością: są stare, uszkodzone, chore, źle unasienione. Często też wymieniane są poddane do rodzin matki innej rasy.

Matki z cichej zmiany wychowywane są w rodzinie pszczelej niezależnie od woli pszczelarza. Często zdarza się, że pszczoły zmuszają matkę pszczelą do zaczerwienia kilku wybudowanych przez nie miseczek matecznikowych. Następnie pielęgnuja one 1-5 mateczników do momentu, kiedy wygryzie się z nich matka pszczela. Jedna z tych matek unasienia się i rozpoczyna czerwienie. Pozostałe giną jeszcze w matecznikach lub w wyniku walki między sobą. Już po unasienieniu młodej matki często zdarza się, że w rodzinie czerwi również stara matka. W rodzinie są więc wtedy równocześnie dwie matki.

Do cichej zmiany dochodzi często wtedy, gdy rodzinie poddaje się matkę obcej rasy.

Matki uzyskane z cichej zmiany są bardzo dobre kondycyjnie, ponieważ cała rodzina pielęgnuje tylko parę mateczników. Wielu hodowców dąży do wyselekcjonowania takich pszczół, które nie roiłyby się, a matki wymieniałyby się w procesie cichej zmiany.

Matki rojowe rozwijają się podczas rojenia się rodzin pszczelich. Robotnice pielęgnują wiele mateczników znajdujących się na skraju plastra. Czasem jest ich ponad 100. Wygryza się z nich jedna matka, która żądli pozostałe w matecznikach. Niekiedy wygryza się wiele matek, ale tylko jedna pozostaje w rodzinie. Pozostałe giną w wyniku walki lub wylatują z rojem. Matki rojowe są dobrze rozwinięte kondycyjnie, przekazują jednak swojej rodzinie niekorzystną cechę rojliwości.

Matki ratunkowe wygryzają się z mateczników ratunkowych. Mateczniki te są budowane na larwach różnego wieku, w różnych miejscach plastra, w przypadku zabrania matki z rodziny lub jej zaginięcia. Wybór matki odbywa się podobnie jak opisano wcześniej. Matki te są gorsze kondycyjnie od matek uprzednio opisywanych, ponieważ zostały wychowane na nieodpowiednich larwach. Mają też mniejszą masę.

Ze względu na ilość i jakość składanych jaj matki dzielimy na:

• nie unasienione,
• unasienione,
• trutowe.

Matki mogą unasieniać się około 7 dnia życia. Kilka dni później rozpoczynają czerwienie. Do tego czasu traktowane są jako matki nie unasienione. Dopiero po rozpoczęciu składania zapłodnionych jaj są one określone jako unasienione.

Nie wszystkie matki się unasieniają. Niekiedy jest to niemożliwe ze względu na złe warunki atmosferyczne. Zaplemnienie jej przez trutnie następuje bowiem w czasie lotu godowego, do odbycia którego potrzebna jest odpowiednio wysoka temperatura i dobra pogoda. Jeżeli matka nie odbędzie lotu godowego, zaczyna składać do komórek jaja niezapłodnione, z których rozwiną się trutnie. Podobne zjawisko następuje po kilku latach czerwienia, gdy w zbiorniczku nasiennym matki wyczerpie się zapas plemników.

Larwy wylęgnięte z jaj trutowych, bywają zjadane przez pszczoły, szczególnie podczas braku pożytku pyłkowego. Dlatego czerw ten bywa rozstrzelony.