Сложные причины глобального сокращения популяций пчёл

За последние два десятилетия сокращение популяций пчёл по всему миру привлекло международное внимание. Количество управляемых колоний медоносных пчёл (Apis mellifera) уменьшилось на 25% за 20 лет в Европе и на 59% за 58 лет в Северной Америке. Многие популяции шмелей в Европе и Северной Америке исчезли на локальном уровне, что привело к резкому сокращению их ареалов. Важно отметить, что не все пчёлы везде сокращаются. Некоторые популяции растут, а по многим другим данных недостаточно или нет вовсе.

Однако, учитывая потенциальные сельскохозяйственные и экологические последствия, несколько государственных агентств, включая администрацию Обамы, выступили с инициативами по борьбе с сокращением популяций пчёл. Попытки определить причины и пути решения выявляют общий тренд: ситуация сложная. Например, в недавнем обзоре в журнале Science Goulson et al. (2015) указывают на несколько взаимодействующих факторов: доступность пищи и ресурсов для гнездования, воздействие агрохимикатов, наличие антагонистов (болезни, паразиты, инвазивные виды) и изменение климата.

Пчёлы полностью зависят от растений, которые они посещают, для удовлетворения своих пищевых потребностей. Взрослые особи собирают пыльцу для кормления расплода и нектар для собственных энергетических нужд. В свою очередь, они выступают переносчиками пыльцы. Эта взаимовыгодная связь отвечает за производство пищевых продуктов стоимостью более $200 млрд и репродуктивный успех более 85% цветковых растений. Сокращение популяций пчёл, основных опылителей в сельском хозяйстве и природе, угрожает этим услугам опыления.

Потеря цветов/пищи

Один из важнейших факторов, ограничивающих популяции пчёл, — доступность пищи, особенно в урбанизированных и сельскохозяйственных ландшафтах. Преобразование земель под жильё, дороги и другую инфраструктуру ограничивает и изолирует участки цветущих растений. Интенсивно возделываемые регионы с массово цветущими культурами не обеспечивают пчёл достаточными ресурсами, поскольку им нужны нектар и пыльца на протяжении всего сезона сбора. В диких местообитаниях наблюдаются аналогичные дефициты из-за изменения климата.

Miller-Struttmann et al. (2015) зафиксировали сокращение количества цветов на 60% за 40 лет потепления в альпийских лугах, которые в значительной степени защищены от изменений в землепользовании. В качестве компенсации альпийские шмели (Bombus balteatus и B. sylvicola) диверсифицировали свой рацион, включив большее разнообразие растений. Такая поведенческая пластичность позволяет пчёлам быстро реагировать на колебания ресурсов и адаптироваться к новым условиям.

Болезни

Однако поведенческая пластичность также может усиливать передачу паразитов — ещё одного ключевого фактора сокращения популяций пчёл. Цветы — это «водопои» мира опылителей, место контакта особей (и их паразитов). Манипулируя экспериментально последовательностью посещения цветов двумя видами пчёл (A. mellifera и B. terrestris), Graystock и коллеги (2015) показали, что цветы выступают резервуарами для паразитов, облегчая передачу между видами пчёл и внутри них.

Когда цветы в изобилии, опылители выбирают свои «любимые» (самые энергоэффективные) цветы и реже делят их с другими видами. При сокращении количества цветов из-за потери местообитаний и/или изменения климата опылители (вне зависимости от степени их изначальной специализации) собирают пищу с большего разнообразия растений, потенциально вступая в контакт с большим количеством особей и увеличивая передачу паразитов. Таким образом, более «генерализированный» мир может быть миром, более подверженным болезням.

Изменение климата

Изменение климата представляет растущую угрозу для пчёл. В отличие от многих других организмов, многие пчёлы не отслеживают эти изменения. Например, шмели, группа пчёл с наиболее полными биогеографическими данными, оказались в «тисках» изменения климата. Недавнее исследование Kerr et al. (2015) показывает, что ареалы шмелей в Северной Америке и Европе сужаются. В то время как их южные границы ареала (на более низких высотах и широтах) смещаются, более прохладные, северные границы — нет. Смещение тёплой границы логично, учитывая относительно низкую термоустойчивость шмелей. Однако неясно, почему они не мигрируют в места обитания с более прохладным климатом.

Неоникотиноиды

Неоникотиноиды, широко используемые сельскохозяйственные пестициды, представляют значительную угрозу для домашних и диких пчёл. Это пестициды замедленного действия, атакующие центральную нервную систему насекомых. Поскольку они медленно разлагаются, они защищают растение по мере его развития, сокращая количество обработок. Однако, будучи системными химикатами, они легко проникают в репродуктивные ткани и воздействуют как на насекомых-мутуалистов, так и на антагонистов.

В настоящее время ясно, что у медоносных пчёл, наших самых заметных сельскохозяйственных опылителей, наблюдается снижение успешности сбора пищи и навигации, вызванное неоникотиноидами. Медоносные пчёлы, кажется, предпочитают нектар с неоникотиноидами, «пьянеют» и с трудом находят дорогу домой. Ожидается, что дикие пчёлы будут вести себя аналогично. Однако медоносные пчёлы высоко социальны и демонстрируют уникальное поведение, что может делать их плохими заменителями для разнообразного набора видов диких пчёл по всему миру.

Rundlöf et al. (2015) предполагают, что восприимчивость медоносных пчёл может даже недооценивать восприимчивость других пчёл. Авторы наблюдали за популяциями диких (одиночных и шмелей) и медоносных пчёл на 14 полях, сгруппированных по истории землепользования и обработке неоникотиноидами. Плотность диких пчёл и успех их колоний снизились на полях с обработанным неоникотиноидами рапсом, что подтверждает ранее спорное утверждение о вкладе неоникотиноидов в сокращение популяций пчёл. Колонии медоносных пчёл, с другой стороны, не пострадали.

Большая восприимчивость к неоникотиноидам видов, не являющихся медоносными пчёлами, особенно тревожна, поскольку мы пытаемся диверсифицировать наших сельскохозяйственных опылителей. Сокращение популяций домашних медоносных пчёл подчёркивает нашу зависимость от единственного вида опылителя, побуждая многих призывать к созданию более стабильного и разнообразного набора опылителей. Разнообразные сообщества опылителей более устойчивы к нарушениям (например, колебаниям численности какого-либо вида) благодаря избыточности в системе. Они также обеспечивают лучшие услуги опыления. Недавняя работа в PLoS One подчёркивает это: Zhang et al. (2015) показывают, что шмели (Bombus patagiatus) являются более эффективными опылителями персиков (Prunus persica), чем медоносные пчёлы. Это приводит не только к увеличению количества плодов, но и к их более быстрому развитию, снижая риск повреждения.

Сложный характер сокращения популяций пчёл представляет собой серьёзную проблему для сохранения видов. Чтобы спасти «исчезающих» пчёл, необходимо определить, какие таксоны находятся под угрозой, какие угрозы наиболее актуальны и как с ними бороться. Общественная поддержка возросла с повышением осведомлённости о проблеме, однако усилия по её решению могут быть направлены не туда или быть чрезмерно упрощёнными. Следующая задача — направить эту энергию не только на борьбу с самыми известными виновниками, но и на разработку наиболее эффективных стратегий противодействия всем угрозам.