Исследования лугов и шмели с радаром: ключи к защите опылителей

Впервые учёные использовали радар для отслеживания шмеля от его первого полёта до смерти. Это часть масштабных исследований, цель которых — понять влияние и потребности сокращающихся популяций пчёл, в том числе в европейских фрагментированных "очагах биоразнообразия" — лугах.

Дикие пчёлы — ключевые опылители таких культур в Европе, как горох, фасоль и рапс. Сокращение их численности требует мониторинга, поддержки популяций и понимания последствий.

Опылители важны не только для сельхозкультур, но и для диких растений. Падение численности пчёл уже, вероятно, оказывает влияние, но его масштабы неизвестны.

"Мы наблюдаем сокращение числа опылителей по мере интенсификации землепользования, — говорит профессор Ян Клаф, эколог из Лундского университета (Швеция). — Это влияет и на дикие растения. Вопрос в том, приведёт ли сокращение числа опылителей к снижению репродукции диких растений?"

Около трети растений (например, злаки) не зависят от насекомых (ветроопыление), треть зависит частично, а треть — в высокой степени. Без пчёл экосистемы могут сместиться в сторону растений, которые в них не нуждаются и не поддерживают их. Это снизит разнообразие диких растений и опылителей, что затронет птиц и млекопитающих.

В рамках проекта DrivenByPollinators профессор Клаф изучает два десятка богатых цветами лугов в Швеции, чтобы понять, как окружающий ландшафт влияет на численность пчёл и растений.

Луга

Изучаемые полуприродные луга в Швеции являются "неулучшенными" (вероятно, никогда не распахивались и не удобрялись). За последние 150 лет их площадь сократилась примерно на 90%. Теперь это в основном небольшие фрагменты — "оазисы биоразнообразия" среди интенсивно используемых полей.

"По плотности и редкости видов эти луга — как наши тропические леса", — говорит профессор Клаф. На состояние этих фрагментов сильно влияет окружающая территория, поскольку опылители мобильны и многим пчёлам нужна пыльца и нектар в более широком ландшафте.

"Мы опасаемся, что качество этих фрагментов может снизиться из-за косвенных эффектов интенсивного управления окружающими землями", — отмечает учёный.

Команда будет в течение нескольких лет измерять количество производимых семян и проростков на лугах. В одном эксперименте опылителей исключают с небольших участков с помощью сетчатых куполов, чтобы изучить влияние на растительные сообщества.

Сокращение числа диких пчёл может, например, изменить состав луга: сместить его в сторону большего количества злаков и меньше бобовых, которые фиксируют азот в почве. Это может иметь последствия для экосистемы и фермеров: больше злаков и меньше цветов означают менее питательный корм для пасущихся животных.

Фермеры могут получать субсидии за выпас на лугах для сохранения биоразнообразия. Если политика ЕС сместится в сторону оплаты за фактический результат в области биоразнообразия, фермерам нужно будет быть уверенными, что оно на их лугах не деградирует из-за окружающего ландшафта.

Цветочные полосы

Профессор Клаф надеется, что его результаты лягут в основу рекомендаций по управлению ландшафтом вокруг лугов для поддержки опылителей. Это может означать сохранение большего количества естественной среды обитания, создание дружественных опылителям цветочных полос в ландшафте или мест для гнездования (например, живых изгородей).

Однако изучать влияние сокращения популяций опылителей на биоразнообразие сложно, как и изменения в поведении и поиске пищи пчёл.

Отслеживание с помощью радара

На северной сельскохозяйственной исследовательской станции Лондона учёные смогли приклеить на спинки шмелей лёгкий транспондер для гармонического радара. Он действует как отражатель сигнала, позволяя отслеживать пчелу во время сбора пищи. Радар излучает сигнал, который отражается от транспондера и улавливается приёмником. Положение пчелы определяется каждые несколько секунд.

"С двумя разными радарами, установленными на одном прицепе, мы можем отслеживать пчёл на расстоянии до километра", — говорит профессор Ларс Читтка, поведенческий эколог из Лондонского университета королевы Марии (Великобритания) и руководитель проекта SpaceRadarPollinator.

Команда теперь планирует создать несколько таких радаров и разместить их на большей площади для отслеживания пчёл на более длинные дистанции.

Трёхмерное отслеживание

До сих пор отслеживалось только положение, но не высота полёта пчелы. "Самый большой прорыв — это трёхмерное отслеживание", — говорит профессор Читтка. Это позволит реконструировать, что видит пчела в полёте, и понять, как она запоминает ориентиры и использует их.

Потребности в поиске пищи

Отслеживание пчёл может помочь дать рекомендации по их сохранению. "Нам важно понять их потребности в поиске пищи: не только какие ресурсы им нужны, но и как они должны быть распределены в пространстве", — отмечает профессор Читтка.

Возможно, лучше создавать полосы связанной среды обитания вдоль краёв полей или дорог.

"Мы надеемся получить точные прогнозы о том, насколько далеко друг от друга могут находиться места обитания, или в какой момент поведение при поиске пищи или расселение маток может быть нарушено", — говорит он.

В рамках проекта впервые удалось отследить шмеля от первого полёта до смерти. Сначала пчёлы исследуют окрестности, совершая ориентировочные полёты в разных направлениях и возвращаясь в гнездо. Затем они обычно находят богатый участок с цветами и много раз возвращаются к нему.

Но не все пчёлы следуют одной стратегии. "Некоторые особи были относительно верны цветочным участкам, а другие были "странниками" всю жизнь", — говорит профессор Читтка.

В рамках проекта отслеживали четырёх шмелей. Большинство жили 3–4 недели, прежде чем исчезнуть с радара (предположительно, съеденными птицами). "Мы даём им номер, например, 007, для идентификации", — отмечает учёный.

Профессор Клаф говорит, что о том, как опылители используют ландшафт, известно ещё мало, что затрудняет принятие эффективных мер по их защите.

Технические разработки, проливающие свет на их перемещения, очень приветствуются. "Полученные знания можно использовать для информирования моделей поиска пищи опылителями, подобных тем, что мы используем в наших исследованиях", — заключает он.