Новое исследование, проведенное британским Центром экологии и гидрологии, впервые показало, что богатые цветами места обитания являются ключом к повышению выживаемости семей шмелей в разные годы.
Результаты крупнейшего в своем роде исследования популяций диких шмелей помогут фермерам и политикам более эффективно управлять сельской местностью, чтобы обеспечивать этих жизненно важных, но сокращающихся опылителей.
Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, использовало технологию ДНК и дистанционное зондирование для идентификации, картирования и отслеживания шмелей-матерей, дочерей и сестер в течение двух лет, чтобы показать, что доступ к целому ряду богатых пыльцой и нектаром цветов жизненно важно для выживания их населения.
Ведущий автор доктор Клэр Карвелл, старший эколог Центра экологии и гидрологии, сказала: «Расшифровывая подсказки, скрытые в ДНК маток и рабочих шмелей, и объединяя их с подробными ландшафтными исследованиями, наше исследование демонстрирует что выживание семей шмелей в разные годы положительно связано с качеством среды обитания в ландшафтном масштабе».
Исследователи изучили три вида (Bombus terrestris, желтохвостый шмель; Bombus lapidarius, краснохвостый шмель и Bombus pascuorum, обыкновенная пчела-кардер), отследив более 1 600 семей на обрабатываемом ландшафте.
Они обнаружили, что колонии производили больше дочерних маток, которые доживали до следующего года, когда колонии располагались в пределах 250-1000 метров от мест обитания с высококачественными пищевыми ресурсами. Эти ресурсы включают растения, цветущие весной и летом, которые обеспечивают пыльцу и нектар на протяжении всего жизненного цикла пчел.
В Великобритании большинство колоний шмелей живут менее года; гнезда формируются весной одной маткой и производят до нескольких сотен рабочих дочерей. В конце лета появляются новые матки, которые после спаривания и спячки следующей весной создают новые колонии.
Однако понимание выживания между этими критическими стадиями жизненного цикла оказалось сложной задачей, потому что в дикой природе колонии практически невозможно найти.
Новое исследование преодолело эти трудности, сопоставив дочерних маток с их матерями и сестрами, используя передовую молекулярную генетику и оценив расположение колоний в ландшафте по местонахождению их рабочих.
Результаты обеспечивают мощную поддержку экологически безопасного управления сельскохозяйственными угодьями, чтобы выращивать больше цветов на живых изгородях, лугах и по краям пахотных полей. Они также помогут фермерам и землевладельцам решить, где лучше всего сажать цветы в ландшафте.
Исследование было проведено учеными из Центра экологии и гидрологии, работающими с исследователями из Университета Восточной Англии, ZSL (Лондонского зоологического общества) и Университетского колледжа Лондона.
Результаты показывают, что увеличение количества цветов, обеспечиваемых деревьями, цветущими весной, живыми изгородями и сельскохозяйственными культурами по всему ландшафту - в сочетании с летними цветочными ресурсами по краям полей - может увеличить вероятность выживания семьи до четырех раз, - сказал доктор Карвелл.
Старший автор доктор Мэтью Херд, главный эколог Центра экологии и гидрологии, сказал: «Несмотря на острую потребность в более надежных данных о закономерностях и причинах сокращения популяции опылителей, наше исследование убедительно свидетельствует о том, что природоохранные мероприятия могут оказать долгосрочное положительное влияние на диких опылителей в сельскохозяйственных ландшафтах».
Исследование включало в себя сочетание крупномасштабных манипуляций со средой обитания, исследований землепользования и среды обитания, молекулярной генетики, демографического и пространственного моделирования для изучения межгодовой выживаемости семейных линий в полевых популяциях трех видов шмелей на сельскохозяйственных угодьях. в Бакингемшире, Англия.
Исследователи собрали образцы ДНК, используя хорошо зарекомендовавший себя метод, который не причиняет вреда пчелам. Эти образцы были «генотипированы» в лаборатории, чтобы определить, какие пчелы происходят из одной колонии или одной семьи.
Соавтор, профессор Эндрю Бурк из Университета Восточной Англии, сказал: «Было очень приятно внести свой вклад в это исследование, которое объединило широкий спектр научных навыков, чтобы помочь нам понять одну из самая насущная из сегодняшних природоохранных проблем - как лучше всего сохранить нашу основную популяцию пчел».
Соавтор д-р Сейриан Самнер из Университетского колледжа Лондона (ранее Бристольский университет), руководивший генетическим компонентом исследования, сказал: «Эксперимент такого масштаба был бы невозможен без использования генетических маркеров: как не только предоставляя важные идеи, исследование также демонстрирует силу молекулярной экологии в управлении нашим управлением нашими природными ресурсами."
Министр по делам сельских районов и биобезопасности лорд Гардинер сказал: «Пчелы являются не только культовой частью сельской местности, они жизненно важны для нашей окружающей среды и играют решающую роль в производстве продуктов питания.
"Тысячи добровольцев и фермеров по всей стране вместе с предприятиями, советами и государственными ведомствами привержены защите нашей популяции опылителей, и это новое исследование дает важную информацию о том, как они могут помочь."
Исследование финансировалось Инициативой по насекомым-опылителям Великобритании, которая проводилась с конца 2010 года и поддержала девять исследовательских проектов (общая стоимость 10 миллионов фунтов стерлингов), изучающих причины и последствия сокращения количества насекомых-опылителей. Это была совместная инициатива, финансируемая Исследовательским советом по биотехнологии и биологическим наукам, Defra, Исследовательским советом по окружающей среде, правительством Шотландии и Wellcome Trust. Приобретение данных дистанционного зондирования, используемых в исследовании, финансировалось Syngenta Plc.