Rola i znaczenie zapylaczy

Rośliny, aby wytworzyć owoce i nasiona muszą zostać zapylone. Potrzebują w tym celu pośrednika, który przeniósłby ziarna pyłku na słupek kwiatu. Tę rolę mogą pełnić różne gatunki zwierząt zwanych zbiorczo zapylaczami, ale również czynniki nieożywione takie jak wiatr czy woda. Jeśli chodzi o sposób zapylenia w ramach gatunku, w grę wchodzą dwa odrębne scenariusze. Pyłek może być przeniesiony w obrębie tego samego kwiatu lub z innego kwiatu na tej samej roślinie (samozapylenie) albo pomiędzy różnymi egzemplarzami należącymi do tego samego gatunku (zapylenie krzyżowe). U wielu gatunków roślin istnieją mechanizmy zapobiegające samozapyleniu i jednocześnie ułatwiające zapylenie krzyżowe. Jest ono “preferowane” przez wiele roślin, ponieważ prowadzi do większej zmienności genetycznej u potomstwa, co zwiększa jego zdolności dostosowania do środowiska.

W przypadku roślin wiatropylnych, takich jak na przykład trawy i wiele gatunków drzew, kwiaty są niepozorne i dalekie od popularnego obrazu kwiatu, który jest kolorowy i zwracający uwagę. Wiatr nie jest wybredny, nie oczekuje feerii barw i ton nektaru. Dlatego rośliny te postawiły na produkcję dużej ilości pyłku, którego ziarna są porywane podmuchem powietrza i unoszone na znaczne odległości. 

Inaczej sprawy mają się z roślinami zapylanymi przez zwierzęta. Te starają się zwabić “współpracujące” z nimi zapylacze obietnicą smacznego posiłku w postaci nektaru. Podczas nektarowej uczty zapylacze brudzą się pyłkiem i przenoszą go na kolejne odwiedzane kwiaty i zapylają je.

Działalność zapylaczy umożliwia roślinom owocowanie i wytworzenie nasion, z których wykiełkują młode rośliny. W oczywisty sposób przekłada się to na ochronę bioróżnorodności szaty roślinnej. Ta z kolei stwarza siedliska sprzyjające zapylaczom.

Rośliny rozwijając się i plonując dostarczają pożywienia zarówno dziko żyjącym zwierzętom, tym udomowionym, a także nam samym. Znaczną część naszego menu stanowią części jadalne roślin takie jak bulwy, korzenie, liście, owoce lub nasiona oraz produkty powstające w wyniku ich przetworzenia. Rośliny służą też do pozyskiwania olejów, włókien oraz innych materiałów i substancji o szerokim zastosowaniu – od przemysłu począwszy, kończąc na farmacji czy kosmetyce. Utrzymanie szaty roślinnej ma też znaczenie dla całych ekosystemów. Pokrywa roślinna chroni glebę przed erozją i wypłukiwaniem, zwiększa retencję wody i przeciwdziała pustynnieniu. Rośliny prowadząc proces fotosyntezy pobierają dwutlenek przyczyniając się do redukcji jego stężenia w atmosferze.

Specjalizacja czy komplikacja?

Zdarza się, że związek niektórych gatunków roślin z konkretnym gatunkiem zapylacza jest tak silny, że spadek liczebności jednej ze stron tego układu stwarza realne zagrożenie dla drugiego “współpracownika”.

Dzieje się tak w przypadkach, gdy utrwalona na przestrzeni tysiącleci współpraca rośliny z określonym zapylaczem i ich wspólna ewolucja doprowadziły do daleko idących zmian w budowie rośliny i owada oraz w przebiegu procesu zapylenia. Z czasem związek może stać się tak silny, że ze względu na budowę czy fizjologię żadne inne zwierzę nie jest w stanie zapylić danej rośliny lub odwrotnie - żadna inna roślina nie jest w stanie wyżywić konkretnego zapylacza.

Przykładem mogą być wysoce wyspecjalizowane systemy zapylania występujące u rodziny storczykowatych (Orchidaceae), której przedstawiciele niejednokrotnie uciekają się do oszukiwania zapylaczy. Naśladują one sygnały godowe zapylaczy, upodabniając się do samic owadów i próbując w ten sposób zwabić do kwiatu męskich przedstawicieli danego gatunku owada. Oszukane owady przenoszą pyłek i zapylają kwiat. Rośliny uciekają się w tym celu do produkcji substancji zapachowych udających feromony samic owadów lub starają się wizualnie upodobnić do nich swoje kwiaty (ich kształt, kolor, teksturę). [1] Taka ścisła zależność niesie również ze sobą zagrożenia.

Na przykład w Republice Południowej Afryki, w miejscach, gdzie w wyniku zniszczenia naturalnych siedlisk, zniknęły określone gatunki pszczół zbierających olej wytwarzany przez storczyki, liczba zapylanych przez nie endemicznych storczyków Disperis cucullata również gwałtownie spadła. [2] Podobnie ścisły związek zagrożonego wyginięciem storczyka Caladenia huegelii z zapylającym go owadem Macrothynnus insignis może być przyczyną skurczenia się terytorium występowania tej rośliny. Jest to związane z koniecznością zazębiania się terenów występowania zapylacza oraz terenów spełniających wymagania siedliskowe storczyka, a takich lokalizacji jest coraz mniej. [3]

Wobec braku wyspecjalizowanego zapylacza, jego rolę może przejąć inny gatunek. Jednak konsekwencje takiej zmiany mogą być zaskakujące. Doskonale ilustruje to przypadek storczyków z rodzaju Goodyera z japońskiego archipelagu Wysp Izu. Na większości terenu Japonii tylko określony gatunek trzmieli o długim aparacie gębowym może dosięgnąć dna długiej rurki kwiatowej storczyka Goodyera henryi. Natomiast Goodyera similis ma krótszą rurkę kwiatową i jest zapylany przez osy z krótszymi aparatami gębowymi. Brak trzmieli na japońskich Wyspach Izu spowodował, że osy zapylają rosnące tam G. similis, ale również G. henryi. Jednakże w przypadku G. henryi odbyło się to kosztem skrzyżowania (hybrydyzacji) z G. similis, W rezultacie G. henryi utraciła część swojej tożsamości gatunkowej. [4], [5]

Zależność działa również w drugą stronę - wiele gatunków zapylaczy, aby przetrwać wymaga dostępu do określonego zbiorowiska roślinnego lub konkretnej rośliny żywicielskiej. Trudności w jej odnalezieniu prowadzą do spadku liczebności populacji danego zapylacza na danym obszarze.  Dotyczy to na przykład motyli rusałka pawik (Aglais io) i rusałka pokrzywnik (Aglais urticae), których los jest związany z pospolitym chwastem, jakim jest pokrzywa (Urtica dioica). Larwy tych motyli żerują na jej pędach. [6], [7] Z tego względu, jak łatwo się domyślić, zagospodarowywanie nieużytków, terenów ruderalnych i usuwanie pokrzyw jako “nieestetycznych chwastów” utrudnia tym motylom dostęp do pożywienia i prowadzi do zmniejszenia ich liczebności.

Nie tylko pszczoły

Szacuje się, że od około 67 do nawet 96% gatunków roślin jest zapylanych przez zwierzęta. [8] Wiele różnych grup zwierząt pełni rolę zapylaczy. Są to między innymi ptaki, nietoperze, małe ssaki, gady i owady. [9], [10] Jednak w strefie klimatu umiarkowanego, a więc również w Polsce, decydującą rolę odgrywają owady.

W gronie owadów zapylających najbardziej rozpoznawalna jest oczywiście pszczoła miodna (Apis mellifera), jednak warto pamiętać, że tą ważną funkcję pełnią również inne gatunki owadów.

Można wśród nich wymienić pszczoły samotne (tzn. nietworzące roju), takie jak murarka ogrodowa, kornutki, smukliki, misierki, zadrzechnie, a także osy, owadziarki, rośliniarki i trzmiele. W zapylaniu roślin udział mają również motyle dzienne i nocne, muchówki, bzygowate i chrząszcze. [11], [12]

Zagrożenia dla owadów zapylających

Niestety od drugiej połowy XX wieku obserwowany jest stały spadek liczebności owadów zapylających. [13], [14], [15] Ma to związek z licznymi zmianami następującymi w środowisku naturalnym, w tym tymi wynikającymi z ludzkiej działalności.

Podstawowym problemem jest utrata naturalnych siedlisk, w których zapylacze mogłyby znaleźć bezpieczne warunki do życia i wartościowy pokarm. Kolejnym zagrożeniem związanym z rolnictwem jest nadużywanie pestycydów i innych chemicznych środków ochrony roślin. Powodują one śmierć owadów lub zaburzają ich funkcjonowanie, na przykład wpływają na trudności w orientacji przestrzennej i problemy z odnajdywaniem drogi do żerowisk. Intensyfikacja rolnictwa, tworzenie monokultur, zagospodarowywanie ugorów (czyli pól nieużytkowanych), na których wcześniej występowała zróżnicowana roślinność, również ogranicza dostęp do pokarmu atrakcyjnego dla zapylaczy lub oferuje pokarm monotonny i dostępny tylko przez krótki okres.

Paradoksalnie zwiększanie ilości pasiek pszczoły miodnej również nie poprawia sytuacji. Pszczoły konkurują o pokarm z dzikimi mieszkańcami danego terenu, a dodatkowo przyczyniają się do rozprzestrzeniania chorób i pasożytów zagrażających również dzikim zapylaczom.

Jak zmieniłaby się nasza dieta, gdyby zapylacze zupełnie zniknęły?

Wraz ze spadkiem liczebności lub wymieraniem populacji zapylaczy wiele roślin przestałoby owocować i wytwarzać nasiona. A to w konsekwencji skutkowałoby brakiem produktów spożywczych, stanowiących ważny element naszej diety oraz paszę dla zwierząt hodowlanych i dzikich. Nie byłoby nasion umożliwiających wysiewanie nowych rozsad warzyw oraz drzew i krzewów owocowych.

Nasza dieta stałaby się bardzo monotonna, ponieważ pozostałyby nam tylko rośliny wiatropylne. Czy jesteście w stanie wyobrazić sobie dietę składającą się jedynie ze zbóż, kukurydzy, orzechów włoskich, orzechów laskowych czy kasztanów jadalnych? Wraz ze zniknięciem zapylaczy moglibyśmy zapomnieć o soczystych owocach, wszelkich warzywach, aromatycznej kawie, czekoladzie i wielu innych produktach goszczących dzisiaj na stołach. Rzecz jasna nie byłoby też mowy o produktach pszczelich takich jak miód, propolis czy mleczko pszczele.

Co można zrobić, żeby chronić owady zapylające? Jak im nie szkodzić? Więcej na ten temat opowiadamy w eksponacie przygotowanym na wystawę stałą w naszym centrum.

Wskazówki znajdziesz też na plakacie:

Bibliografia:

[1] Gaskett A. C. “Orchid pollination by sexual deception: pollinator perspectives”, 2011, Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society;  https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20377574/
[2] Pauw A., Hawkins J.A., "Reconstruction of historical pollination rates reveals linked declines of pollinators and plants", 2010, Oikos;  https://nsojournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1600-0706.2010.19039.x
[3] Phillips R. D. , Peakall R., Retter B. A., Montgomery K.,  Menz M. H. M.,  Davis B. J., Hayes C.,  Brown G.R., Swarts N. D., Dixon K. W., “Pollinator rarity as a threat to a plant with a specialized pollination system”, 2015,  Botanical Journal of the Linnean Society;  https://academic.oup.com/botlinnean/article/179/3/511/2416563?login=false
[4] Kobe University, "Orchid without bumblebee on island finds wasp, loses self", 2023;  https://www.newswise.com/articles/island-orchid-s-bumblebee-absence-leads-to-wasp-pollination-and-self-los
[5] Suetsugu K., Hirota S.K., Shitara T., Ishida K., Nakato N., Hayakawa H., Suyama Y. "The absence of bumblebees on an oceanic island blurs the species boundary of two closely related orchids.", 2024, New Phytologist;  https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37847353/
[6] Wikipedia, Rusałka pokrzywnik;  https://pl.wikipedia.org/wiki/Rusa%C5%82ka_pokrzywnik
[7] Wikipedia, Rusałka pawik;  https://pl.wikipedia.org/wiki/Rusa%C5%82ka_pawik
[8] Ollerton J.,  Winfree R., and Tarrant G., “How many flowering plants are pollinated by animals?,” 2011, Oikos;  https://nsojournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/j.1600-0706.2010.18644.x
[9] Pollinator Partnership, “Pollinators you need. You need pollinators.”  https://www.pollinator.org/pollinators#fn
[10] U.S. Forest Service, “Unusual Animal Pollinators,”; https://www.fs.usda.gov/wildflowers/pollinators/animals/unusual.shtml
[11] Blog dzicyzapylacze.pl, “Dzikie pszczoły polski.”  https://dzicyzapylacze.pl/gatunki-pszczol-w-polsce/
[12] Banaszak J., “A checklist of the bee species (Hymenoptera, Apoidea) of Poland, with remarks on their taxonomy and zoogeography: revised version,” 2021, Fragmenta Faunistica, rcin.org.pl/Content/54287/WA058_60983_P256-T43_Fragm-Faun-Nr-14.pdf
[13] Potts S.G., Biesmeijer J.C., Kremen C., Neumann P., Schweiger O., Kunin W.E. „Global pollinator declines: trends, impacts and drivers”, 2010, Trends in Ecology & Evolution; https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20188434/
[14] Dicks L.V., Breeze T.D., Ngo H.T., Senapathi D., An J., Aizen M.A., Basu P., Buchori D., Galetto L., Garibaldi L.A., Gemmill-Herren B., Howlett B.G., Imperatriz-Fonseca V.L., Johnson S.D., Kovács-Hostyánszki A., Kwon Y.J., Lattorff H.M.G., Lungharwo T., Seymour C.L., Vanbergen A.J., Potts S.G. „A global-scale expert assessment of drivers and risks associated with pollinator decline”, 2021, Nature Ecology & Evolution;  https://www.nature.com/articles/s41559-021-01534-9
[15] Wikipedia, Spadek liczby owadów zapylających;  https://pl.wikipedia.org/wiki/Spadek_liczby_owad%C3%B3w_zapylaj%C4%85cych