Популяции шмелей в Соединенных Штатах сокращаются по целому ряду причин: потеря среды обитания, использование пестицидов, изменение климата, конкуренция со стороны неместных видов и неместные паразиты. Как основные опылители растений, шмели важны для воспроизводства растений и общего состояния экосистем. Поскольку численность этих крупных мохнатых пчел за последние десятилетия сократилась, ученые надеются, что более мелкие местные виды пчел смогут стать эффективными и действенными альтернативными опылителями.
Новое исследование показывает, однако, что более мелкие пчелы, хотя и не менее занятые, чем шмели, не являются хорошей заменой своим более крупным собратьям, потому что они удаляют больше пыльцы, чем переносят, тем самым принося мало пользы растениям. На самом деле, некоторые мелкие пчелы могут даже уменьшить оплодотворение растений, «воруя» пыльцу, а не распространяя ее на рыльца цветов, что в конечном итоге приводит к снижению производства семян.
«Мы были удивлены, обнаружив, что некоторые из мелких опылителей на самом деле вредны для растений, которые они посещают, а не полезны», - сказал Мэтт Коски, ведущий автор исследования и научный сотрудник с докторской степенью в области биологии в Университете Вирджинии.. «Оказывается, некоторые из этих маленьких одиночных пчел потребляют больше пыльцы и дают больше пыльцы своему потомству, чем переносят между растениями».
В этом месяце в журнале Proceedings of the Royal Society: Biological Sciences была опубликована статья Коски, в которой предполагается, что сокращение производства семян или приспособленности растений вряд ли будет компенсировано мелкими пчелами при уменьшении популяции шмелей.
Коски и его коллеги-исследователи из Университета штата Калифорния и Колледжа Вустера в Огайо сосредоточились на опылении широко распространенного в восточной части Северной Америки растения, американского колокольчика или колокольчика американского.
Исследователи тщательно изучили, сколько пыльцы, зерно за зерном, было взято и отложено на каждом образце цветка во время каждого посещения шмелями и двумя видами мелких пчел, а также пчелой среднего размера.
Шмели, ищущие нектар, явно осаждали столько же пыльцы между цветами, сколько и собирали, и, что важно, они часто посещали женскую фазу цветков, неся пыльцу на своих волосатых телах. Это привело к высокоэффективному оплодотворению.
Мелкие и промежуточные пчелы, с другой стороны, как правило, посещали мужскую фазу цветков, потребляя и забирая больше пыльцы, чем они осаждали между цветами, что часто приводило к неэффективному опылению и даже к отрицательной продуктивности семян.
Исследование показало, что для поддержания жизнеспособности растений требовалось меньше посещений шмелей, в то время как маленькие одиночные пчелы часто снижали приспособленность растений в результате воровства пыльцы. Кроме того, украденная пыльца также оставила шмелям меньше пыльцы для переноса между растениями.
«Находка действительно говорит о необходимости сохранения среды обитания и условий для размножения шмелей», - сказал Коски. «Они являются важными опылителями для многих сельскохозяйственных культур и дикорастущих растений, и с меньшим их количеством мы могли бы увидеть изменение ландшафта».
Исследование проводилось на 23 популяциях растений от южной Алабамы до Миннесоты. Показатели эффективности опылителей были определены в Огайо, а экспериментальная взаимосвязь между отложившимися пыльцевыми зернами и завязыванием семян была проведена в УФА.