Essay: Bijen, die ademhalen en vliegen

[Jelte Pieter Dijkstra]

Van te voren even dit:
Dit essay heb ik geschreven in het jaar 98/99. Maar liefst vijf jaar terug toen ik ook al geobsedeerd was of raakte door bijen.
Ik wil u/jullie op het hart nadrukken dat u/jullie het in die sfeer ook moeten zien; ik was een beginnend imker met minimale kennis.
Het is zelfs geschreven voor het tijdstip dat je plaatjes makkelijk in kon voegen. Dat kostte je uren, omdat geen student wist hoe dat makkelijk kon gebeuren. De plaatjes in dit essay zijn er dus ingeplakt en vervolgens gekopieerd. Het zou allemaal te onduidelijk worden om ze te gaan inscannen en vervolgens te plaatsen op het forum. Ik geef de bronvermelding erbij, zodat iemand, die dit essay wil gebruiken ze daarin kan vinden.

J.P.

[Jelte Pieter Dijkstra]

ESSAY

Bijen, die ademhalen en vliegen.

Geschreven door:
Jelte-Pieter Dijkstra ©

Inhoudsopgave:

Voorwoord.
Inleiding
Ademhaling
- de ademhaling van bijen
- de fijnste vertakkingen
- koolstofdioxide concentraties
Vliegen
- vliegwijze en vliegprestatie
- achtvormige baan
- structuur van de vleugels
Slot
Bronnen


Voorwoord

Dit essay wat ik heb geschreven voor de module Lucht, leereenheid 9, gaat over bijen. Expliciet bijen en hun ademhalings(stelsel) en hun vlieg(en)(prestatie).
Ik heb voor het onderwerp bijen gekozen, omdat ik grote affiniteit met deze plezierige zoemende insecten heb. Ik houd namelijk zelf bijen. Ik ben een(beginnend) imker. Ze noemen het houden van bijen ook wel '˜imkeren'.
Bijen houden heeft ontzettend veel boeiende facetten. Een greep uit al die facetten is bijv. het gedrag van de bij; de voortplanting; de bijengemeenschap; de zwermverhindering en de anatomie van de bij etc. etc.
Omgaan met bijen vereist voorafgaande kennis van zaken, zonder welke een imker niet aan het imkeren kan beginnen.
Door dit bovenstaande gegeven, sluit de opdracht om een essay te schrijven zeer nauw aan op mijn hobby als imker. Door veel van de bijen te weten, maar juist ook vooral veel van bijen te leren, ontwikkelt een imker in de loop van de jaren een innerlijke rust en krijgt de imker inzicht in de samenhang van de natuur.

Inleiding
Basiskennis

Het bijenvolk
Zoölogisch behoort de honingbij tot de klasse van de insecten. Het lichaam is geleed en bestaat uit kop, borst en achterlijf. De geleedheid is ook in alle andere opzichten overduidelijk bij de honingbij aanwezig. Zo is het bijenvolk ook uit drie verschillende levensvormen opgebouwd: de koningin, de werkbijen oftewel werksters en de darren. De werksters zijn het talrijkst. Ook de lichaamsbouw weerspiegelt een driedeling. Dezelfde geleedheid doordringt als een geheim thema de hele wereld van de honingbij. Zowel de ontwikkeling tot volwassen dier als het leven van volwassen bijen voltrekt zich in afzonderlijke gedeelten. Ook de bijenwoning(kast of korf) is opgedeeld in gedeelten.

De anatomie van de bij
(Het algemene model)
Het motief van de geleedheid komt in uiterlijk van de bij zeer mooi en harmonisch tot uiting. Het lichaam bestaat uit drie delen. Kop borst en achterlijf zijn evenwichtig op elkaar afgestemd.
Skelet: insecten dragen hun '˜botten' niet binnenin zich zoals de mens, maar hebben een huidvormig buitenskelet en is bovendien behaard. Het haar bestaat uit een dicht aanliggende, viltachtige ondervacht en een min of meer rechtopstaande bovenvacht. Het is verbazingwekkend dat de bij met een groot deel van zijn haren tastwaarnemingen verricht. De structuur van de vacht is afhankelijk van de plaats waar deze zich bevindt. Ook de gezondheidstoestand speelt daarbij een rol.

De kop
De kop bestaat uit een vlakke hoofdbedekking. De wand is dik. De kop is van voren gezien driehoekig; alleen bij de dar is deze meer rond. Op de kop bevinden zich meer zintuigen zoals ogen, voelsprieten, tastorganen, monddelen en levensbelangrijke klieren. Hier bevindt zich ook het belangrijkste centrum van het zenuwstelsel: de zenuwknoop boven de slokdarm.

De borst
De borst is de aanhechtingsplaats voor twee paar vleugels en drie paar poten. De voortbeweging vindt dus via het middenstuk plaats. Ook bevinden zich hier voor een groot deel het spier- en ademhalingssysteem, waar we het straks in de kern uitgebreid over zullen hebben.

Het achterlijf
Het achterlijf bestaat uit negen delen of segmenten. Elk segment bestaat uit een rug- en een buikplaat. De segmenten liggen dakpansgewijs over elkaar, maar zijn onderling verbonden door een dun, gevouwen huidje. Door deze constructie is het achterlijf zowel in lengte- als in dwarsrichting buigzaam. Ook dit gegeven zullen we verder in het essay verder uitwerken.
Het achterlijf als geheel kan in alle richtingen vrij worden bewogen, doordat het met een klein steeltje aan de borst vastzit. De bewegingsspieren voor het achterlijf liggen onder het achterste borstsegment.

Door deze geringe basiskennis hoop ik dat er aansluiting op de verdere stof in dit essay ontstaat en dat daardoor de stof verder in dit essay beter begrijpbaar wordt.

Ademhaling

De ademhaling van bijen.
De ademhaling van bijen, vindt plaats door een systeem van luchtbuizen, zgn. tracheeën. Deze tracheeën staan via stigmata(openingen) met de buitenlucht in verbinding. Aan elke zijde bevinden er zich tien van deze openingen. In de zijkant van de borst en het achterlijf liggen respectievelijk drie en zeven paar stigmata. Door de stigmata in het achterlijf ademt een bij in en door de stigmata in de borst ademt de bij uit. De ademhaling wordt door het achterlijf aangedreven, doordat het zich ritmisch in lengte en breedte vergroot en verkleint. Dit heet abdomen. Abdomen bevordert de luchtverversing. Door pompbewegingen wordt de lucht uit zakken geperst en als deze zakken zich ontspannen, worden ze weer gevuld met verse lucht. Zulke pompbewegingen zijn het beste waar te nemen bij de rustende bij. Je ziet dan duidelijk het op en neer gaan van het achterlijf.
Naast abdomen, vindt luchtverversing bij de bij ook plaats via diffusie van zuurstof langs de ademopeningen.(Dit vindt maar plaats voor een heel klein gedeelte).
Grote luchtzakken bevinden zich in kop, de borst, het achterlijf en voor een deel ook in de poten. De luchtzakken, die tijdens het vliegen met lucht gevuld zijn, vergemakkelijkt de vlucht. Luchtzakken zijn dunwandige uitstulpingen van de tracheeën.
Bijen kunnen als ze willen de stigmata openen en sluiten. Er bevindt zich een schroefdradig chitinedraadje in die stigmata, waardoor er geen vuil in die buizen kan komen. Via de stigmata dringen overigens bij de honingbijen mijten in de luchtbuizen binnen. Tracheeënmijtbesmetting wordt ook wel '˜mijtziekte' genoemd of '˜Isle of Weight'. De mijt is slechts 0,1 mm groot. Deze mijt (Acaraparis woodi), leeft en plant zich voort in de ademwegen van de bijen, voornamelijk in de hoofdvertakkingen van het eerste paar borsttracheeën. Buiten de gastheer kan de mijt niet erg lang overleven. Infectie treedt tijdens de eerste levensdagen op, zolang de borstels(chitinedraadje) in de openingen van de tracheeën nog zacht en buigzaam zijn. De mijt zuigt in de tracheeën voedsel uit het weefsel van de bijen. Daardoor neemt het prestatie-vliegvermogen af.

De fijnste vertakkingen.
Het luchtbuisjes-(kamer)systeem vertakt zich in alle organen en voorziet deze van zuurstof. Uit grotere kamers(luchtzakken) lopen de tracheeën die als steeds kleinere vertakkingen in alle organen doordringen. Elke trachee eindigt in een heel klein, stervormige ruimte of cel, waarvan de vertakkingen uiterst kleine buisjes vormen, die de tracheolen wordt genoemd Dit netwerk houdt bovendien diverse organen zoals de darm op hun plaats in de lichaamsholte. De fijnste vertakkingen hebben een diameter van 1 mu (0,000001 m) ; en eindigen blind bij spiervezels en tussen of in afzonderlijke cellen. De binnenwanden van de adembuizen zijn bedekt met een dunne cuticula en de buizen zelf worden verstevigd door spiraalvormige chitineringen. De tracheole is altijd ten dele gevuld met vloeistof. Via het uiteinde van de tracheolen diffundeert de zuurstof in de weefsels. De hoeveelheid vloeistof is afhankelijk van de activiteit van de bij. Er is aangetoond dat de opeenhoping van afvalproducten in een actieve spier een osmotische druk veroorzaakt, waardoor vloeistof aan de tracheolen wordt onttrokken. Deze fraaie gang van zaken verhoogt de zuurstofvoorraad naar behoefte.
Koolstofdioxide(koolzuur) ontsnapt hoofdzakelijk via de weefsels door de lichaamswand naar buiten.


Koolstofdioxide concentraties
Het leven van de bijen in de maanden oktober, november en december is naar binnen gericht. Overdag wagen ze hun laatste vluchten. Als de bijen droog zijn behuisd, kunnen ze zonder problemen het koudste jaargetijde doorstaan. Door voortdurend van plaats te verwisselen komen de buitenste bijen regelmatig midden in de tros terecht.
Wat eventuele sneeuw betreft: zelfs als kasten door de sneeuw niet meer zichtbaar zijn, hoeft er geen paniek te zijn. De bijen stikken niet. Eerder het tegendeel: de sneeuw houdt ze gelijkmatig warm. Zelfs koolstofdioxideconcentraties van 6% of meer brengen bijen geen schade toe. De normale concentratie is 0,002/0,006%.

Bijen hebben een open bloedvaatsysteem met slechts een enkel bloedvat, het hart. Het is een dunne buisvormige spier, waarin achter 5 hartkamers liggen. Ze zuigen de bleke bloedvloeistof uit hun omgeving op en pompen die vanuit de rug van het achterlijf naar de kop. Het bloedvat eindigt in de kop waar het bloed vrijkomt om langzaam naar het achterlijf terug te stromen. Op die manier worden alle inwendige organen omspoeld en gevoed.
Het bloed speelt vrijwel geen rol in het zuurstoftransport door het lichaam en hemoglobine wordt slechts bij weinig insecten aangetroffen. Het bloed vervoert echter wel een groot deel van het afgewerkte koolstofdioxide.
Eenvoudige vaten worden aangetroffen in de vleugeladers en in de poten, de luchtbuizen dus eigenlijk. Aan de wijze waarop de vleugeladeren lopen, kan men het ras waartoe een bepaalde honingbij behoort, vaststellen(cubitaalindex).

Vliegen

Aan de zijkanten van het middelste en achterste borstsegment zitten de vleugels. De vier vleugels van de honingbij zijn vliezig. Tijdens de vlucht zijn ze aan elkaar verbonden door kromme haakjes, die om een chitine lijstje heen zitten. Mede daardoor heeft de bij zo'n mooie regelmatige vlucht.

Vliegwijze en vliegprestatie
De op- en neerwaartse vleugelbeweging wordt bij insecten gerealiseerd door vormveranderingen van het borstpantser. '˜Indirecte vliegspieren', die aan de buikzijde van het borststuk bevestigd zijn, trekken het rugschild naar zich toe, waardoor de vleugels omhoog worden bewogen. De neerwaartse beweging komt tot stand door de samentrekking van lengtespieren die het rugschild weer naar de uitgangspositie trekken.
Deze vliegspieren vormen een aanzienlijk deel van het totale lichaamsgewicht: bij de bij is dit 13%. Directe vliegspieren, welke rechtstreeks verbonden zijn met de vleugels, zorgen voor het veranderen van de vleugelstand bij wendingen, de staande vlucht, achteruit vliegen en meer van dergelijke toeren. Wat de prestatie betreft, is vooral de snelle opeenvolging van de contracties van de vliegspieren verbluffend. De vleugels maken tot 250 slagen per seconde, en de vliegspieren in deze periode moeten even zoveel keren samentrekken en ontspannen. Een bij bereikt bij windstilte snelheden van ongeveer 29 km per uur. Bij goede dracht en veel wind slijten de vleugels van de bij heel snel.

Achtvormige baan
De vleugeluiteinden beschrijven tijdens het vliegen een achtvormige baan met keerpunten achter- en boven en voor en beneden. De voorrand van de vleugel blijft daarbij steeds in zijn beweging op de achterrand voor, een gevolg van de stevigheid die de grote ader langs de voorrand eraan verlenen. Verder wordt de invalshoek van de vleugels versteld door middel van de directe vliegspieren waardoor de bij in staat is om op één plaats in de lucht stil te staan(staande vlucht) of zelfs achteruit te vliegen. De vliegprestaties zijn verder in hoge mate afhankelijk van de vleugelvorm.(Vergelijk maar eens een vlinder met een bij, koolwitjes liggen maar 7,2 km/h af).

Structuur van de vleugels
Als laterale plooien van het borststuk bestaan de vleugels uit een dubbel cuticulaire membraan, waarbinnen de zenuwen en tracheeën gelegen zijn. Deze zijn ondergebracht in de vleugeladers, die gevormd worden door plaatselijke verdikkingen van beide membranen.
Het zijn deze aders die de vleugels hun stevigheid verlenen; tussen dit raamwerk van aders vormen membranen de zgn. cellen. Tussen de vleugelwortel en de rand lopen de lengteaders.
De lengteaders worden afwisselend door het onderste en het bovenste membraan gevormd, zodat de membraanstukken ertussen, bij doorsnede in de lengterichting een zigzagverloop vertonen. De bekende vliegtuigconstructeur en aërodynamicus H.Hertel heeft over deze structuur gezegd '˜de bouw en dimensionering van dergelijke huidvleugels bijzonder interessant is voor wie bij ontwerpen van luchtgewichtsconstructies naar nieuwe wegen zoekt.

Slot
De natuur zit zeer ingenieus in elkaar. Natuur is een samenhangend geheel. Natuur en bijen zijn één. Ik hoop dat uit mijn essay blijkt, dat de bij inderdaad zeer ingenieus in elkaar zit. Dat elk onderdeel een stukje van een puzzel is, die precies in elkaar past. Als je goed door hebt, hoe het leven van een bij er uitziet, hoe de wereld van de bij en de bij zelf is opgebouwd, dan pas kan je zeggen, wat een groot nut de bij heeft in de natuur.

Bronnen:

Bijen houden als liefhebberij
Irmgard Diemer
Uitgeversmaatschappij Tirion, Baarn 1995

Invertebrate Zoology
Third edition
Robert D. Barnes, PH.D
W.B. Saunders Company, Philadelphia, London, Toronto 1974

Het leven der dieren
Grzimek-Encyclopedie van het dierenrijk-
Deel II-Insecten-
Uitgeverij: Het spectrum Utrecht/ Antwerpen.

Elseviers Insektengids voor (West Europa)
Michael Chinery
Elsevier-Amsterdam/Brussel.

De ongewervelde dieren
W. Deconinck.
De Nederlandse Boekhandel- De Sikkel 1971