Маленькие пчёлы играют большую роль в тайной половой жизни деревьев
Исследователи из Техасского университета в Остине обнаружили, что крошечные пчёлы размером с божью коровку играют критическую роль в обеспечении дальних «брачных связей» между растениями. Это выяснилось в ходе одного из самых детальных анализов отцовства у диких деревьев. Работа даёт новое представление о том, как мелкие опылители способствуют генетическому разнообразию, необходимому для адаптации растений к болезням, изменению климата и другим угрозам.
В исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences, учёные отследили маршруты сотен диких пчёл на площади более 2,5 квадратных миль (690 гектаров) тропического леса у Панамского канала.
К удивлению биологов, самые маленькие пчёлы преодолевали расстояния, сопоставимые с их более крупными сородичами, часто выступая «свахами» для деревьев, разделённых более чем милей (>2 км). В половине случаев, когда пара далеко расположенных деревьев давала плод, пыльцу переносила пчела размером не больше рисового зерна.
«Размер — не главное. Эти маленькие пчёлы оказывают огромное положительное влияние с точки зрения репродукции и потока генов», — говорит ведущий автор исследования, профессор Шалин Джа.
Картирование деревьев, пчёл и генетических маркеров заняло около четырёх лет и охватило три участка леса. Площадь исследования была в 10 раз больше, чем в большинстве предыдущих работ по отслеживанию переноса пыльцы пчёлами.
«Если работать на маленьком участке леса, можно измерить перемещение пыльцы лишь на небольшом расстоянии. Мы зафиксировали сигнал о том, как далеко летают эти маленькие пчёлы, потому что начали работать в масштабе, соответствующем их реальным полётам», — поясняет Джа.
Более 85% растений, включая почти две трети пищевых культур, зависят от пчёл и других насекомых-опылителей. Большинство исследований сосредоточено на крупных пчёлах, которые переносят больше всего пыльцы. Однако существует десятки тысяч видов пчёл.
Команда обнаружила, что маленькие пчёлы посещают цветы чаще, чем крупные, и преодолевают огромные расстояния. Пчёлы размером в несколько миллиметров переносят пыльцу на площади, в миллионы раз превышающие размер их тела. Для сравнения: взрослому человеку пришлось бы преодолевать расстояние между Лос-Анджелесом и Чикаго.
Эти дальние «связи» помогают предотвратить инбридинг среди близкородственных растений, способствуя появлению здорового нового поколения.
«Мы традиционно не задавались вопросом, как опылители влияют на передачу генов через поколения, но это невероятно важно для долгосрочного выживания популяций», — отмечает Джа.
Знание «родителей» семени или растения важно для сельского и лесного хозяйства, так как позволяет планировать не только количество, но и качество продукции (например, более сочные плоды или быстрорастущие деревья).
Панама — горячая точка биоразнообразия, и деревья рода Miconia играют ключевую роль в её тропических лесах. За последние 50 лет вырубка сократила площадь лесов в стране почти на 30%.
Новое исследование показывает, как опылители всех размеров могут способствовать репродукции растений и восстановлению лесов. Поскольку мелкие пчёлы часто более устойчивы к таким угрозам, как разрушение среды обитания, важно понимать их потенциал как распространителей пыльцы на фоне сокращения численности других пчёл.