В исследовании, опубликованном на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences, исследователи определили пути, по которым сотни диких пчел попадали на деревья, которые они опыляли, на лесной площади площадью более 2,5 квадратных миль (690 гектаров).К удивлению биологов, самым маленьким пчелам удавалось преодолевать такие же расстояния, как и их более крупным собратьям-опылителям, часто действуя как крошечные сваты деревьев, разделенных более чем на милю (> 2 км). Фактически, в половине случаев, когда пара деревьев, разделенных значительным расстоянием, создавала плод вместе, пыльца переносилась пчелой размером не больше рисового зерна.
«Размер — это еще не все», — сказала Шалин Джа, доцент кафедры интегративной биологии и главный исследователь исследования. «Эти маленькие пчелы несут ответственность за большое благотворное воздействие с точки зрения воспроизводства и потока генов».Картирование деревьев, пчел и генетических маркеров заняло около четырех лет и охватывало три участка тропического леса возле Панамского канала. Площадь исследования была в 10 раз больше, чем у большинства предыдущих исследовательских проектов, направленных на картирование движения пыльцы, опосредованного пчелами.
«Если вы работаете в небольшом участке леса, вы можете измерить движение пыльцы только на небольшом участке», — сказал Джа. «Мы получили сигнал о том, как далеко перемещаются эти маленькие пчелы, потому что мы начали выполнять работу, соизмеримую с масштабом, в котором они фактически летают».Более 85 процентов растений, в том числе почти две трети продовольственных культур, зависят от пчел и других насекомых-опылителей для полового размножения.
Большинство исследований насекомых-опылителей сосредоточено в первую очередь на более крупных пчелах, которые несут больше всего пыльцы и, таким образом, помогают растениям производить больше фруктов и семян.Тем не менее, существуют десятки тысяч видов пчел, и Джа и ее команда хотели больше узнать о функциях более мелких пчел.
Они обнаружили, что крошечные пчелы чаще посещают цветы, чем их более крупные собратья, и преодолевают значительные расстояния во время опыления. Пчелы размером всего несколько миллиметров перемещают пыльцу по участкам, размер которых превышает размер своего тела более чем в миллион раз. Чтобы представить это в перспективе, среднестатистическому взрослому человеку нужно будет путешествовать из таких далеких мест, как Лос-Анджелес и Чикаго, чтобы преодолеть такое же расстояние.
Поскольку эти дальние матчи помогают предотвратить инбридинг между близкородственными растениями, далекие пчелы помогают деревьям иметь процветающее потомство нового поколения, которое заменяет их.«Мы традиционно не спрашивали, как опылители влияют на то, как гены передаются из поколения в поколение, но это невероятно важно для долгосрочной устойчивости популяции», — сказал Джа. «Мы обычно смотрим на семена или количество семян, когда хотим узнать роль пчелы в опыте, но не на вопрос« кто являются отцами этих семян? » "Согласно Джа, важно знать родителей любого конкретного семени или растения.
Фермеры и лесники уже давно используют эту информацию для планирования не только количества продукции, но и качества — например, более сочные или более крупные плоды в урожае или более быстрорастущие деревья в лесу.Панама — это горячая точка биоразнообразия, а деревья Микония играют центральную роль в тропических лесах страны. За последние полвека обезлесение сократило долю лесов в стране почти на 30 процентов, вызвав эрозию и другие проблемы в экономически жизненно важном водоразделе — том, который окружает Панамский канал.Джа считает, что новое исследование проливает свет как на то, как опылители всех размеров могут способствовать воспроизводству растений и лесовосстановлению в таких местах, как Панама, так и на то, как мелкие опылители помогают растениям в экосистемах по всему миру.
Виды пчел в большинстве мест, в том числе в Соединенных Штатах, имеют тенденцию различаться по размеру и поведению при опылении так же, как виды, изучаемые в Панаме. Поскольку более мелкие пчелы часто проявляют большую сопротивляемость, чем их более крупные собратья, к таким угрозам, как разрушение среды обитания, полезно знать их потенциал в качестве диспергаторов пыльцы перед лицом сокращения численности других пчел.Постдокторант Антонио Кастилья был первым автором статьи с Джа.
Соавторами исследования были аспиранты UT Остина Натаниэль Поуп и Меган О’Коннелл, студентка UT Austin Мария Родригес, координатор работы лаборатории Jha Лорел Тревино и Алонсо Сантос из Университета Панамы.Частичная финансовая поддержка была предоставлена ??Национальным научным фондом.