Шумное опыление

Шмель опыляет Solanum dulcamara.

Опыление жужжанием или обработка ультразвуком — это метод, используемый некоторыми пчелами, например одиночными пчелами и шмелями , для высвобождения пыльцы , которая более или менее прочно удерживается пыльниками . ^{[ 1 ]} Пыльники растений, опыляемых методом жужжания, обычно трубчатые, с отверстием только на одном конце, а пыльца внутри гладкозернистая и прочно прикрепленная. У самоплодных растений, таких как томаты, ветра может быть достаточно, чтобы вытряхнуть пыльцу через поры пыльника и осуществить опыление . Посещения пчел также могут выбросить часть пыльцы, но более эффективное опыление этих растений достигается несколькими видами насекомых, которые специализируются на обработке ультразвуком или опылении жужжанием. ^{[ 2 ]}

Чтобы выпустить пыльцу, одиночные пчелы могут схватить цветок и быстро двигать летательными мышцами, заставляя цветок и пыльники вибрировать, выбивая пыльцу. Опыление с использованием вибраций называется «жужжащим опылением». Медоносные пчелы не могут осуществлять жужжащее опыление. ^{[ 2 ]} Около 9% цветов мира опыляются преимущественно методом опыления. ^{[ 3 ]}

Морфология цветка

Растения, которые полагаются на опыление методом жужжания, имеют уникальную форму пыльника по сравнению с другими видами флоры. У растений, опыляемых методом жужжания, этот процесс может происходить только в том случае, если опылители посещают цветы для извлечения пыльцы. Лишь несколько видов насекомых способны опылять эти растения. Морфология цветков растений, опыляемых жужжанием, отличается от таковой у других флор, не использующих этот тип опыления. Пыльники полностью герметичны, за исключением небольшой поры вверху, или имеют очень маленькие щели, открывающиеся по бокам. Поры и щели достаточно малы, чтобы насекомые не могли легко проникнуть в пыльник, но достаточно большая пыльца может выйти наружу. Из-за такой формы их часто называют порицидными пыльниками. Эти порицидные пыльники способны выделять пыльцу только при вибрации с определенной частотой . ^{[ 4 ]} Рыльца этих цветков часто располагаются ниже пыльников. Это может быть эволюционной стратегией предотвращения самооплодотворения , также известного как самоопыление, путем создания дистанции между стигмами. ^{[ 4 ]}

Растения, опыляемые методом жужжащего опыления

Следующие растения опыляются более эффективно методом опыления:

Все виды секты Primula . Додекатеон (падающие звезды)
Гелиамфора
Многие представители семейства Пасленовые.
- Большинство видов рода Solanum
  - Баклажаны
  - Картофель
  - Помидоры
  - Буффало бор
  - Solanum cinereum — австралийский кустарник .
Гиббертия
Дианелла (льняные лилии)
Многие представители Ericaceae
- Некоторые представители рода Рододендрон
- Некоторые представители рода Vaccinium
  - Черника
  - Клюква
- Арктостафилос - мансанита
Некоторые бобовые
- Сенна

Примеры видов пчел, опыляющих жужжание

Эволюционное происхождение

Самые ранние свидетельства существования предков растений, использовавших этот способ опыления в летописи окаменелостей, датируются меловым периодом. ^{[ 8 ]} Кроме того, некоторые сохранившиеся флоры, такие как представители семейства Myrtaceae, демонстрируют широкий спектр форм пыльников, включая пороцидные пыльники , и, как полагают, по некоторым морфологическим аспектам напоминают предковые цветы, опыляемые жужжанием. ^{[ 8 ]} Поскольку эти растения развили сложные цветочные структуры, опылители эволюционировали вместе с этими растениями. ^{[ 9 ]}

Хотя опыление происходит в результате посещения пчелами этих цветов, это не основная причина, по которой они посещают растения с пороцидными пыльниками. Пыльца содержит значительное количество белка по сравнению с нектаром , сладкой жидкостью, которую большинство растений производят в качестве награды животным-опылителям. ^{[ 4 ]} Пчелы едят пыльцу, а также делают из нее пасту для кормления своих личинок . Затем пасту из пыльцы запечатывают в гнездо, чтобы создать резерв для молодых пчел. ^{[ 4 ]} Пчелы полагаются на этот ресурс в качестве пищи; поэтому они также зависят от цветов, которые производят значительное количество доступной пыльцы, включая цветы с пороцидными пыльниками. Считается, что пчелы Bombus и Xylocopa опыляют эти цветы, потому что их адаптивное поведение позволяет им легко извлекать пыльцу, которая менее доступна для других насекомых. ^{[ 9 ]} Поскольку у пчел есть источник обильной пыльцы, за которую им не приходится конкурировать с другими насекомыми, они с большей вероятностью посещают эти цветы. Это позволяет цветам быть более успешными в репродуктивном плане, поскольку растения максимально рассеивают пыльцу при каждом посещении пчелы, и пыльца теряется меньше. ^{[ 9 ]} Отношения между опыляемыми растениями и пчелами приносят пользу обеим группам и могут быть причиной того, что пороцидные пыльники оказались успешными в эволюции. ^{[ 9 ]} Взаимоотношения опылителей и цветков наблюдались у Orphium frutescens , небольшого кустарника с порицидными пыльниками. Пчелы посещали эти растения за пределами Кейптаунского университета и продолжали посещать растения, даже когда вся пыльца была собрана. Хотя пчелы не знали, что O. frutescens выиграет от этих многократных посещений, поскольку растения продолжают производить пыльцу во время сезона цветения.

Экономические последствия

Ученые теперь могут импортировать опылителей, таких как шмели, там, где может возникнуть нехватка опылителей. В Новой Зеландии популяция красного клевера была восстановлена, когда шмелей завезли из Европы для опыления. Поддержание популяции красного клевера в Новой Зеландии в то время имело решающее значение для урожайности в стране. Однако в Северной Америке в начале 2000-х годов управляемая отрасль медоносных пчел пережила спад из-за расстройства, связанного с коллапсом пчелиных семей . Это привело к увеличению расходов фермеров от восточного до западного побережья США и Канады на опыление миндаля, огурцов и некоторых семенных растений. ^{[ 10 ]}

Одним из наиболее распространенных растений, которым помогает опыление, является томат ( Solanum lycopersicum ). В теплицах по всему миру в течение вегетационного периода используется до 50 семей шмелей на гектар, что приносит около 13 миллионов евро в год на 40 000 гектаров по всему миру. Благодаря конкуренции между производителями и увеличению успешности выращивания общие затраты на содержание семей шмелей значительно снизились. Эта распространенная практика привела к тому, что производители открыли филиалы и продают не только шмелей, но и других насекомых, которые могут иметь мутуалистические отношения с растениями. Общая прибыль этой отрасли составила более 111 миллионов евро в год, из которых 61 миллион евро поступает только от шмелей. ^{[ 11 ]}

Воздействие на окружающую среду

Некоторые природоохранные организации выразили обеспокоенность по поводу потенциальных последствий для окружающей среды внедрения шмелей по всему миру для помощи в опылении. ^{[ 12 ]} В Австралии, поскольку шмели не являются местными, а в Австралии произошел ряд широко освещаемых экологических катастроф, вызванных сбежавшими завезенными видами (« дикими видами »), проводятся исследования по адаптации использования местной австралийской Amegilla cingulata (пчел с синими полосами). для той же задачи. ^{[ 13 ]}

Альтернативные способы опыления

Помидоры, выращенные в теплице, непродуктивны без помощи в опылении . Традиционно опыление осуществлялось путем встряхивания с использованием электрических вибраторов (одна из торговых марок была «Electric Bee»), однако было обнаружено, что использование шмелей в теплицах обходится дешевле с точки зрения человеческого труда и поломки растений. На YouTube можно увидеть, как домашние садоводы и любители используют электрические зубные щетки для опыления своих цветов. ^{[ 14 ]}

Ссылки

^ Фидальго, Адриана Де О.; Кляйнерт, Астрид Де, член парламента (1 декабря 2009 г.). «Репродуктивная биология шести бразильских миртовых: существует ли синдром, связанный с опылением?». Новозеландский журнал ботаники . 47 (4): 355–365. Бибкод : 2009NZJB...47..355F . дои : 10.1080/0028825x.2009.9672712 . ISSN 0028-825X .
^ Перейти обратно: ^а ^б Томас С. Вудкок (2012), Опыление в сельскохозяйственном ландшафте: лучшие методы управления опылением сельскохозяйственных культур (PDF) , Канадская инициатива по опылению (NSERC-CANPOLIN), заархивировано из оригинала (PDF) 19 февраля 2018 г. , получено в 2016 г. 07-29
^ Бухманн, SJ Канзас Энтомол. Соц. 1985 г. Пчелы используют вибрацию для сбора пыльцы с непороцидных цветов.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Джонсон, С.Д. (1992). «Опыление Orpheum frutescens». Вельд и Флора . 78 (2): 36–37.
^ Хогендорн, К.; Ковентри, С.; Келлер, М. (2007). «Поведение пчелы с синими полосами Amegilla chromorocyanea в теплицах: значение для использования в качестве опылителей томатов» . Апидология . 38 : 86–92. дои : 10.1051/apido:2006060 . hdl : 2440/43756 . ISSN 0044-8435 . S2CID 35970905 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Морган, Тан; Уайтхорн, Пенелопа; Лай, Джиллиан С.; Вальехо-Марин, Марио (01 марта 2016 г.). «Обработка ультразвуком цветов — это врожденное поведение шмелей, которое можно настроить с помощью опыта манипулирования цветами» . Журнал поведения насекомых . 29 (2): 233–241. Бибкод : 2016JIBeh..29..233M . дои : 10.1007/s10905-016-9553-5 . ISSN 0892-7553 . ПМЦ 4841848 . ПМИД 27194824 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Бухманн, Стивен Л. (1 января 1985 г.). «Пчелы используют вибрацию для сбора пыльцы с непороцидных цветов». Журнал Канзасского энтомологического общества . 58 (3): 517–525. JSTOR 25084671 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Проэнса, CP (1992). «Опыление слухов – старше и более распространено, чем мы думаем?». Журнал тропической экологии . 8 (1): 115–120. дои : 10.1017/s0266467400006192 . S2CID 85110938 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Хардер, Лоуренс Д.; Томсон, Джеймс Д. (1 января 1989 г.). «Эволюционные варианты максимального распространения пыльцы растений, опыляемых животными». Американский натуралист . 133 (3): 323–344. дои : 10.1086/284922 . JSTOR 2462124 . S2CID 83993766 .
^ Питер, Киван; Трумэн, Филлипс (5 апреля 2001 г.). «Экономические последствия сокращения численности опылителей: подход к оценке последствий» (PDF) . Природоохранная экология . 5 (1). дои : 10.5751/ES-00272-050108 . hdl : 10535/3353 . ISSN 1195-5449 .
^ Велтуис, Хайо HW; ван Доорн, Адриан (2006). «Век достижений в одомашнивании шмелей, а также экономические и экологические аспекты его коммерциализации для опыления» . Апидология . 37 (4): 421–451. дои : 10.1051/apido:2006019 . ISSN 0044-8435 .
^ Сделка Ламби по продаже шмелей несет в себе дикое жало , The Invasive Species Council, 24 сентября 2015 г. , дата обращения 30 сентября 2016 г.
^ Доллин А. (2006). « Испытания по опылению пчел с синими полосами в Университете Аделаиды » . Австралийская пчела , сентябрь 2006 г. Австралийский исследовательский центр местных пчел.
^ «Результаты поиска» . Ютуб .

Внешние ссылки

СМИ, связанные с опылением Buzz, на Викискладе?
Базз-опыление , Лаборатория Анны Леонард.
Де Лука, Пенсильвания; Вальехо-Марин, М. (2013). «Что такое шумиха? Экология и эволюционное значение опыления». Современное мнение в области биологии растений . 16 (4): 429–435. Бибкод : 2013COPB...16..271F . дои : 10.1016/j.pbi.2013.05.002 . ПМИД 23751734 .
Карл Циммер, Раскрытие секретов опыления пчелиного жужжания , New York Times , 11 июля 2013 г.
Сью Розенталь, «Опыление с помощью Buzz» , Bay Nature , 11 июня 2008 г.
Опыление и обучение пчел , Лаборатория Вальехо-Марин

[1] Фидальго, Адриана Де О.; Кляйнерт, Астрид Де, член парламента (1 декабря 2009 г.). «Репродуктивная биология шести бразильских миртовых: существует ли синдром, связанный с опылением?». Новозеландский журнал ботаники . 47 (4): 355–365. Бибкод : 2009NZJB...47..355F . дои : 10.1080/0028825x.2009.9672712 . ISSN 0028-825X .

[bestpractices-2] Перейти обратно: ^а ^б Томас С. Вудкок (2012), Опыление в сельскохозяйственном ландшафте: лучшие методы управления опылением сельскохозяйственных культур (PDF) , Канадская инициатива по опылению (NSERC-CANPOLIN), заархивировано из оригинала (PDF) 19 февраля 2018 г. , получено в 2016 г. 07-29

[3] Бухманн, SJ Канзас Энтомол. Соц. 1985 г. Пчелы используют вибрацию для сбора пыльцы с непороцидных цветов.

[:32-4] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Джонсон, С.Д. (1992). «Опыление Orpheum frutescens». Вельд и Флора . 78 (2): 36–37.

[5] Хогендорн, К.; Ковентри, С.; Келлер, М. (2007). «Поведение пчелы с синими полосами Amegilla chromorocyanea в теплицах: значение для использования в качестве опылителей томатов» . Апидология . 38 : 86–92. дои : 10.1051/apido:2006060 . hdl : 2440/43756 . ISSN 0044-8435 . S2CID 35970905 .

[:5-6] Перейти обратно: ^а ^б Морган, Тан; Уайтхорн, Пенелопа; Лай, Джиллиан С.; Вальехо-Марин, Марио (01 марта 2016 г.). «Обработка ультразвуком цветов — это врожденное поведение шмелей, которое можно настроить с помощью опыта манипулирования цветами» . Журнал поведения насекомых . 29 (2): 233–241. Бибкод : 2016JIBeh..29..233M . дои : 10.1007/s10905-016-9553-5 . ISSN 0892-7553 . ПМЦ 4841848 . ПМИД 27194824 .

[:1-7] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Бухманн, Стивен Л. (1 января 1985 г.). «Пчелы используют вибрацию для сбора пыльцы с непороцидных цветов». Журнал Канзасского энтомологического общества . 58 (3): 517–525. JSTOR 25084671 .

[:2-8] Перейти обратно: ^а ^б Проэнса, CP (1992). «Опыление слухов – старше и более распространено, чем мы думаем?». Журнал тропической экологии . 8 (1): 115–120. дои : 10.1017/s0266467400006192 . S2CID 85110938 .

[:4-9] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Хардер, Лоуренс Д.; Томсон, Джеймс Д. (1 января 1989 г.). «Эволюционные варианты максимального распространения пыльцы растений, опыляемых животными». Американский натуралист . 133 (3): 323–344. дои : 10.1086/284922 . JSTOR 2462124 . S2CID 83993766 .

[:0-10] Питер, Киван; Трумэн, Филлипс (5 апреля 2001 г.). «Экономические последствия сокращения численности опылителей: подход к оценке последствий» (PDF) . Природоохранная экология . 5 (1). дои : 10.5751/ES-00272-050108 . hdl : 10535/3353 . ISSN 1195-5449 .

[Velthuisvan_Doorn2006-11] Велтуис, Хайо HW; ван Доорн, Адриан (2006). «Век достижений в одомашнивании шмелей, а также экономические и экологические аспекты его коммерциализации для опыления» . Апидология . 37 (4): 421–451. дои : 10.1051/apido:2006019 . ISSN 0044-8435 .

[12] Сделка Ламби по продаже шмелей несет в себе дикое жало , The Invasive Species Council, 24 сентября 2015 г. , дата обращения 30 сентября 2016 г.

[13] Доллин А. (2006). « Испытания по опылению пчел с синими полосами в Университете Аделаиды » . Австралийская пчела , сентябрь 2006 г. Австралийский исследовательский центр местных пчел.

[14] «Результаты поиска» . Ютуб .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]