Базовое опыление - Buzz pollination

Пчела, использующая опыление жужжанием
Шмель опыляет жужжанием Solanum dulcamara

Опыление жужжанием или же обработка ультразвуком это метод, используемый некоторыми пчелами, такими как одиночные пчелы (Андрена Карантоника) освободить пыльца который более или менее твердо придерживается пыльники.[1] Пыльники у растений, опыляемых жужжанием, обычно трубчатые, с отверстием только на одном конце, а пыльца внутри гладкозернистая и прочно прикреплена. С самооплодотворяющими растениями, такими как томаты, ветра может быть достаточно, чтобы стряхнуть пыльцу через поры в пыльнике и выполнить опыление. Визиты пчел также могут сбрасывать пыльцу, но более эффективное опыление этих растений осуществляется несколькими видами насекомых, которые специализируются на обработка ультразвуком или кайфовое опыление.[2]

Чтобы выпустить пыльцу, одиночные пчелы способны схватиться за цветок и быстро двигать своими мускулами полета, заставляя цветок и пыльники вибрировать, выбивая пыльцу. Опыление с использованием вибраций называется опылением жужжанием. Пчелы не может производить опыление жужжанием.[2] Около 9% цветов в мире в первую очередь опыляются с помощью опыления жужжанием.[3]

Сенна 's пористые пыльники.

Морфология цветка

Растения, которые полагаются на шум опыление иметь уникальный пыльник форма по сравнению с другой флорой. У растений, опыляемых жужжанием, этот процесс может происходить только в том случае, если опылители посещают цветы для извлечения пыльцы. Только некоторые виды насекомых способны опылять эти растения. Морфология цветков растений, опыляемых жужжанием, отличается от других растений, которые не используют этот тип опыления. Пыльники полностью герметичны, за исключением небольшой поры наверху или очень маленьких щелей, которые открываются по бокам. Поры и щели достаточно малы, чтобы насекомые не могли легко проникнуть в пыльник, но достаточно крупная пыльца могла выйти. Из-за такой формы их часто называют пористыми пыльниками. Эти пористые пыльники могут выделять пыльцу только при вибрации в определенном частота.[4] Рыльца этих цветков часто располагаются ниже пыльников. Это может быть эволюционная стратегия предотвращения самооплодотворение, также известный как самоопыление, путем создания дистанции между стигмой.[4]

Растения, опыляемые жужжащим опылением

Следующие растения опыляются более эффективно путем опыления жужжанием:

Андрена Корнелли, азалия андрена, производящая опыление азалией.

Примеры видов пчел-опылителей

Эволюционное происхождение

Самые ранние свидетельства предков растений, которые использовали этот способ опыление в летописи окаменелостей датируется Меловой период.[7] Кроме того, некоторая сохранившаяся флора, такая как члены семьи Миртовые показать спектр форм пыльников, включая пористые пыльники и, как полагают, напоминают некоторые морфологические аспекты цветков, опыляемых предками.[7] Поскольку эти растения развили сложные цветочные структуры, опылители имеют совместно развитый с этими растениями.[8]

Хотя опыление происходит в результате посещения пчелами этих цветов, это не основная причина, по которой они посещают растения с пористыми пыльниками. Пыльца содержит значительное количество белка по сравнению с нектар, сладкая жидкость, которую большинство растений производит в качестве награды для своих животных-опылителей.[4] Пчелы едят пыльцу, а также делают из нее пасту, чтобы прокормить личинки. Затем пыльцевую пасту запечатывают в гнездо, чтобы создать резерв для молодых пчел.[4] Пчелы полагаются на этот ресурс как на пищу; поэтому они также зависят от цветов, которые производят значительное количество доступной пыльцы, включая цветы с порицидными пыльниками. Пчелы из Бомбус и Ксилокопа считаются опылителями этих цветов, потому что их адаптивное поведение позволяет им легко извлекать пыльцу, которая менее доступна другим насекомым.[8] Поскольку пчелы обладают обильным источником пыльцы, за которую им не нужно конкурировать с другими насекомыми, они с большей вероятностью будут посещать эти цветы. Это затем позволяет цветкам быть более успешными для размножения, потому что растения максимизируют свое распространение пыльцы с каждым визитом пчелы, и теряется меньше пыльцы.[8] Отношения между опыляемыми жужжанием растениями и пчелами приносят пользу обеим группам и, возможно, именно поэтому порицидные пыльники оказались успешными в эволюции.[8] Взаимоотношения опылителей и цветов наблюдались в Orphium frutescens, небольшой куст с пористыми пыльниками. Пчелы посещали эти растения за пределами Университета Кейптауна и продолжали посещать растения, даже когда вся пыльца была извлечена. Хотя пчелы не знали О. frutescens будет полезно от этих многократных посещений, поскольку растения продолжают производить пыльцу в течение сезона цветения.

Экономические последствия

Ученые теперь могут импортировать опылителей, таких как шмели, там, где опылителей может быть нехватка. В Новой Зеландии красный клевер Популяция растений была восстановлена, когда шмели были импортированы из Европы, чтобы помочь с опылением. Поддержание популяции красного клевера в Новой Зеландии в то время было критически важным для урожайности страны. Однако в Северной Америке индустрия выращивания медоносных пчел пережила спад в начале 2000-х годов из-за коллапс колонии. Это привело к увеличению расходов фермеров от восточного до западного побережья США и Канады на помощь в опылении миндаля, огурцов и некоторых семенных растений.[9]

Одним из наиболее распространенных растений, которым помогает опыление жужжанием, является томат (Lycopersicon esculentum ). В теплицах по всему миру используется до 50 колоний шмелей на гектар в течение вегетационного периода, что приносит около 13 миллионов евро в год на 40 000 гектаров во всем мире. Из-за конкуренции между производителями и увеличения успешности выращивания общие затраты на семьи шмелей резко снизились. Эта обычная практика привела к тому, что производители разветвляются и продают не только шмелей, но и других насекомых, которые могут иметь мутуалистический отношения с растениями. Общая прибыль этой отрасли составляет более 111 миллионов евро в год, из которых 61 миллион евро поступает только от шмелей.[10]

Воздействие на окружающую среду

Некоторые природоохранные организации жалуются на потенциальное воздействие на окружающую среду разведения шмелей по всему миру для помощи в опылении.[11] В Австралии, поскольку шмели не являются местными, и в Австралии есть ряд широко известных экологических катастроф, вызванных ускользнувшими интродуцированными видами ("дикие виды ") ведутся исследования по адаптации использования Уроженец Австралии Амегилла сингулата (пчелы с синими лентами) для той же задачи.[12]

Альтернативные способы опыления

Теплица выращенные помидоры непродуктивны без помощь в опылении. Традиционно опыление производилось встряхиванием с использованием электрических вибраторов (одна из торговых марок называлась «Электрическая пчела»), однако было обнаружено, что использование шмелей в теплицах дешевле с точки зрения человеческого труда и поломки растений. На YouTube можно увидеть, как садоводы и любители опыляют свои цветы электрическими зубными щетками. [13]

Рекомендации

  1. ^ Фидальго, Адриана Де О .; Кляйнерт, Астрид Де М. П. (01.12.2009). «Репродуктивная биология шести бразильских миртовых: есть ли синдром, связанный с опылением-опылением?». Новозеландский ботанический журнал. 47 (4): 355–365. Дои:10.1080 / 0028825x.2009.9672712. ISSN  0028-825X.
  2. ^ а б Томас С. Вудкок (2012), Опыление сельскохозяйственных культур: передовые методы управления опылением сельскохозяйственных культур (PDF), Канадская инициатива по опылению (NSERC-CANPOLIN), архивировано из оригинал (PDF) на 2018-02-19, получено 2016-07-29
  3. ^ Buchmann, S. J. Kansas Entomol. Soc. 1985 Пчелы используют вибрацию для сбора пыльцы с непорицидных цветов.
  4. ^ а б c d Джонсон, С. (1992). "Опыление жужжанием Orpheum frutescens". Вельд и Флора. 78 (2): 36–37.
  5. ^ а б Морган, Тан; Уайтхорн, Пенелопа; Lye, Gillian C .; Вальехо-Марин, Марио (01.03.2016). «Цветочная обработка ультразвуком - это врожденное поведение шмелей, которое можно настроить с помощью опыта манипулирования цветами». Журнал поведения насекомых. 29 (2): 233–241. Дои:10.1007 / s10905-016-9553-5. ISSN  0892-7553. ЧВК  4841848. PMID  27194824.
  6. ^ а б c d е Бухманн, Стивен Л. (1 января 1985 г.). «Пчелы используют вибрацию для сбора пыльцы с непорицидных цветов». Журнал Канзасского энтомологического общества. 58 (3): 517–525. JSTOR  25084671.
  7. ^ а б Проэнса, К. П. (1992). «Опыление жужжанием - старше и более распространено, чем мы думаем?». Журнал тропической экологии. 8 (1): 115–120. Дои:10.1017 / s0266467400006192.
  8. ^ а б c d Harder, Lawrence D .; Томсон, Джеймс Д. (01.01.1989). «Эволюционные варианты для максимального увеличения рассеивания пыльцы растений, опыляемых животными». Американский натуралист. 133 (3): 323–344. Дои:10.1086/284922. JSTOR  2462124.
  9. ^ Питер, Кеван; Трумэн, Филлипс (2001-04-05). «Экономические последствия уменьшения количества опылителей: подход к оценке последствий» (PDF). Сохранение экологии. 5 (1). Дои:10.5751 / ES-00272-050108. HDL:10535/3353. ISSN  1195-5449.
  10. ^ Velthuis, Hayo H.W .; ван Дорн, Адриан (2006). «Век достижений в одомашнивании шмелей, а также экономических и экологических аспектов его коммерциализации для опыления». Apidologie. 37 (4): 421–451. Дои:10.1051 / apido: 2006019. ISSN  0044-8435.
  11. ^ Сделка Лэмби со шмелями несет в себе дикое жало, Совет по инвазивным видам, 24 сентября 2015 г., получено 30 сентября 2016
  12. ^ Доллин А. (2006). "Испытания на опыление синих полосатых пчел в университете Аделаиды. " Австралийская пчела, Сентябрь 2006 г. Австралийский центр исследований коренных пчел.
  13. ^ https://www.youtube.com/results?search_query=toothbrush+pollination

внешняя ссылка