stringtranslate.com

Опыление жужжанием

Самка Augochloropsis, опыляемая жужжанием
Шмель жужжит и опыляет Solanum dulcamara

Опыление жужжанием или соникация — это метод, используемый некоторыми пчелами, такими как одиночные пчелы и шмели , для высвобождения пыльцы , которая более или менее прочно удерживается пыльниками . [ 1] Пыльники видов растений, опыляемых жужжанием, обычно трубчатые, с отверстием только на одном конце, а пыльца внутри гладкозернистая и прочно прикреплена. У самофертильных растений, таких как томаты, ветра может быть достаточно, чтобы вытряхнуть пыльцу через поры в пыльнике и осуществить опыление . Посещения пчелами также могут вытряхнуть некоторое количество пыльцы, но более эффективное опыление этих растений осуществляется несколькими видами насекомых, которые специализируются на опылении звуком или жужжанием. [2]

Чтобы высвободить пыльцу, одиночные пчелы способны схватить цветок и быстро двигать своими летательными мышцами, заставляя цветок и пыльники вибрировать, выбивая пыльцу. Опыление, включающее вибрацию, называется жужжащим опылением. Медоносные пчелы не могут выполнять жужжащее опыление. [2] Около 9% цветов в мире в основном опыляются с помощью жужжащего опыления. [3]

Порицидные пыльники сенны .

Морфология цветка

Растения, которые полагаются на опыление жужжанием, имеют уникальную форму пыльника по сравнению с другими растениями. У растений, опыляемых жужжанием, этот процесс может происходить только в том случае, если опылители посещают цветы, чтобы извлечь пыльцу. Только несколько видов насекомых способны опылять эти растения. Морфология цветка растений, опыляемых жужжанием, отличается от морфологии цветка других растений, которые не используют этот тип опыления. Пыльники полностью запечатаны, за исключением небольшой поры наверху, или имеют очень маленькие щели, которые открываются по бокам. Поры и щели достаточно малы, чтобы насекомые не могли легко проникнуть в пыльник, но достаточно крупная пыльца может выйти. Из-за этой формы их часто называют пыльниками-пороцидами. Эти пыльники-пороциды способны выделять пыльцу только при вибрации с определенной частотой . [4] Рыльца этих цветов часто расположены под пыльниками. Это может быть эволюционной стратегией для предотвращения самоопыления , также известного как самоопыление, путем создания расстояния между рыльцами. [4]

Растения, опыляемые методом жужжания

Следующие растения опыляются более эффективно с помощью жужжащего опыления:

Андрена Корнелли проводит активное опыление азалии .

Примеры видов пчел, опыляющих жужжанием

Эволюционное происхождение

Самые ранние свидетельства о предках растений, которые использовали этот способ опыления в палеонтологической летописи, датируются меловым периодом. [8] Кроме того, некоторые сохранившиеся представители флоры, такие как представители семейства миртовых, демонстрируют спектр форм пыльников, включая порицидные пыльники , и, как полагают, напоминают некоторые морфологические аспекты предковых цветков, опыляемых жужжанием. [8] Поскольку эти растения развили сложные цветочные структуры, опылители эволюционировали совместно с этими растениями. [9]

Хотя опыление происходит в результате посещения пчелами этих цветов, это не главная причина, по которой они посещают растения с пыльниками-пороцидами. Пыльца содержит значительное количество белка по сравнению с нектаром , сладкой жидкостью, которую большинство растений вырабатывают в качестве награды для своих животных-опылителей. [4] Пчелы едят пыльцу, а также делают из нее пасту, чтобы кормить своих личинок . Затем пыльцевая паста запечатывается в гнезде, чтобы создать запас для молодых пчел. [4] Пчелы зависят от этого ресурса в качестве пищи; поэтому они также зависят от цветов, которые производят значительное количество доступной пыльцы, включая цветы с пыльниками-пороцидами. Считается, что пчелы с Bombus и Xylocopa опыляют эти цветы, потому что их адаптивное поведение позволяет им легко извлекать пыльцу, которая менее доступна другим насекомым. [9] Поскольку у пчел есть источник обильной пыльцы, за которую им не нужно конкурировать с другими насекомыми, они с большей вероятностью посетят эти цветы. Это затем позволяет цветам быть более успешными в репродуктивном плане, поскольку растения максимизируют распространение пыльцы с каждым посещением пчелы, и меньше пыльцы теряется. [9] Связь между растениями, опыляемыми жужжанием, и пчелами приносит пользу обеим группам и может быть причиной того, что пыльники-пороциды были успешными в эволюционном плане. [9] Связь опылителя и цветка была замечена у Orphium frutescens , небольшого кустарника с пыльниками-пороцидами. Пчелы посещали эти растения за пределами Университета Кейптауна и продолжали посещать их даже после того, как вся пыльца была извлечена. Хотя пчелы не знали, что O. frutescens выиграют от этих многократных посещений, поскольку растения продолжают производить пыльцу в течение сезона цветения.

Экономические последствия

Ученые теперь могут импортировать опылителей, таких как шмели, туда, где может быть нехватка опылителей. В Новой Зеландии популяция красного клевера была восстановлена, когда шмели были импортированы из Европы, чтобы помочь с опылением. Поддержание популяции красного клевера в Новой Зеландии в то время имело решающее значение для темпов производства сельскохозяйственных культур в стране. Однако в Северной Америке индустрия управляемого медоносного пчеловодства испытала спад в начале 2000-х годов из-за синдрома разрушения колоний . Это привело к более высоким расходам для фермеров от восточного до западного побережья Соединенных Штатов и Канады на помощь в опылении миндаля, огурцов и некоторых семенных растений. [10]

Одним из наиболее распространенных растений, которым помогает опыление жужжанием, является томат ( Solanum lycopersicum ). В теплицах по всему миру в течение вегетационного периода используется до 50 колоний шмелей на гектар, что приносит прибыль примерно в 13 миллионов евро в год для 40 000 гектаров по всему миру. Из-за конкуренции между производителями и увеличения успешности разведения общие затраты на колонии шмелей значительно снизились. Эта распространенная практика привела к тому, что производители разветвляются и продают не только шмелей, но и других насекомых, которые могут иметь мутуалистические отношения с растениями. Общая прибыль этой отрасли, как было зафиксировано, составляет более 111 миллионов евро в год, причем 61 миллион евро поступает только от шмелей. [11]

Воздействие на окружающую среду

Некоторые природоохранные организации выразили обеспокоенность по поводу потенциальных экологических последствий внедрения шмелей по всему миру для помощи в опылении. [12] В Австралии, поскольку шмели не являются местными, и в стране произошло несколько широко освещаемых в прессе экологических катастроф, вызванных сбежавшими интродуцированными видами (« дикими видами »), ведутся исследования по адаптации использования австралийских местных Amegilla cingulata (синие полосатые пчелы) для той же задачи. [13]

Альтернативные способы опыления

Выращенные в теплицах томаты непродуктивны без помощи в опылении . Традиционно опыление производилось путем встряхивания с использованием электрических вибраторов (одна из торговых марок была «Electric Bee»), однако было обнаружено, что использование шмелей в теплицах менее затратно с точки зрения человеческого труда и поломки растений. Домашние производители и любители могут увидеть на YouTube, как они используют электрические зубные щетки для опыления своих цветов. [14]

Ссылки

  1. ^ Фидальго, Адриана Де О.; Кляйнерт, Астрид Де МП (2009-12-01). «Репродуктивная биология шести бразильских миртовых: есть ли синдром, связанный с опылением жужжанием?». Новозеландский журнал ботаники . 47 (4): 355–365. Bibcode : 2009NZJB...47..355F. doi : 10.1080/0028825x.2009.9672712. ISSN  0028-825X.
  2. ^ Томас С. Вудкок (2012), Опыление в сельскохозяйственном ландшафте: лучшие методы управления опылением сельскохозяйственных культур (PDF) , Канадская инициатива по опылению (NSERC-CANPOLIN), заархивировано из оригинала (PDF) 2018-02-19 , извлечено 2016-07-29
  3. ^ Бухманн, С. Дж. Канзасское энтомологическое общество. 1985 Пчелы используют вибрацию для сбора пыльцы с непорицидных цветов.
  4. ^ abcd Джонсон, SD (1992). «Опыление жужжанием Orpheum frutescens». Veld & Flora . 78 (2): 36–37.
  5. ^ Хогендорн, К.; Ковентри, С.; Келлер, М. (2007). «Поведение пчелы с синими полосами Amegilla chlorocyanea при поиске пищи в теплицах: последствия использования в качестве опылителей томатов». Apidologie . 38 : 86–92. doi :10.1051/apido:2006060. hdl : 2440/43756 . ISSN  0044-8435. S2CID  35970905.
  6. ^ ab Morgan, Tan; Whitehorn, Penelope; Lye, Gillian C.; Vallejo-Marín, Mario (2016-03-01). «Цветочная соникация — это врожденное поведение шмелей, которое можно тонко настроить с опытом манипулирования цветами». Journal of Insect Behavior . 29 (2): 233–241. Bibcode :2016JIBeh..29..233M. doi :10.1007/s10905-016-9553-5. ISSN  0892-7553. PMC 4841848 . PMID  27194824. 
  7. ^ abcde Бухманн, Стивен Л. (1985-01-01). «Пчелы используют вибрацию для сбора пыльцы с непорицидных цветов». Журнал Канзасского энтомологического общества . 58 (3): 517–525. JSTOR  25084671.
  8. ^ ab Proença, CP (1992). «Опыление жужжанием — старше и более распространено, чем мы думаем?». Журнал тропической экологии . 8 (1): 115–120. doi :10.1017/s0266467400006192 (неактивен 2024-11-03). S2CID  85110938.{{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на ноябрь 2024 г. ( ссылка )
  9. ^ abcd Хардер, Лоуренс Д.; Томсон, Джеймс Д. (1989-01-01). «Эволюционные варианты максимизации рассеивания пыльцы растений, опыляемых животными». The American Naturalist . 133 (3): 323–344. doi :10.1086/284922. JSTOR  2462124. S2CID  83993766.
  10. ^ Питер, Кеван; Трумэн, Филлипс (2001-04-05). «Экономические последствия сокращения численности опылителей: подход к оценке последствий» (PDF) . Conservation Ecology . 5 (1). doi :10.5751/ES-00272-050108. hdl : 10535/3353 . ISSN  1195-5449.
  11. ^ Velthuis, Hayo HW; van Doorn, Adriaan (2006). «Столетие достижений в одомашнивании шмелей и экономические и экологические аспекты его коммерциализации для опыления». Apidologie . 37 (4): 421–451. doi : 10.1051/apido:2006019 . ISSN  0044-8435.
  12. ^ Сделка Лэмби со шмелями несет в себе дикое жало в хвосте, Совет по инвазивным видам, 24 сентября 2015 г. , получено 30 сентября 2016 г.
  13. ^ Доллин А. (2006). «Испытания опыления синеполосатыми пчелами в Университете Аделаиды». Aussie Bee , сентябрь 2006 г. Австралийский центр исследований местных пчел.
  14. ^ "Результаты поиска". YouTube .

Внешние ссылки