Dysonansy poznawcze: czekolada a muszki, wino a osy

Niewielu ludzi wie, że produkcja czekolady, a co za tym idzie, źródło utrzymania niezliczonych drobnych hodowców kakaowca w krajach rozwijających się, zależą od wybrednych wymagań kwiatu kakaowca.

Kwitnienie kakaowca następuje jednocześnie i intensywnie: w krótkim czasie pień i główne gałęzie rośliny pokrywają się tysiącami kwiatów. Ta cecha jest znana jako kaulifloria .

Ryc. 2. Kwiaty kakaowca wyrastające z pnia drzewa © Kurt Stueber , Wikimedia Commons.

Kwiaty nie samopylne, więc są całkowicie zależne od zapylaczy. Ale kwiaty są małe, mają zawiły kształt z kapturem i są skierowane w dół. Tak więc pszczoły, bzygi i inni, powszechnie odwiedzający kwiaty, nie zawracają sobie głowy nimi lub po prostu nie mogą dosięgnąć ich pyłku i nektaru. Jeśli kwiaty nie są zapłodnione, odpadają następnego dnia: tylko 1 do 10% wszystkich kwiatów rozwija się w owoc.

Ryc. 3. Kwiat kakaowca © Crista Castellanos, Wikimedia Commons.

Ryc. 4. Ziarna kakaowca w strąku © Aude, Wikipedia.

Ten pozornie niewydajny aparat rozrodczy nie ma sensu, dopóki nie przypomnimy sobie, że kakaowiec pochodzi z lasów deszczowych Ameryki Środkowej i Południowej. Są to gorące, gęste, ciemne i wilgotne środowiska, zarośnięte, ze zbutwiałym drewnem i rozkładającą się ściółką z liści. Ten typ siedliska jest nieprzyjazny dla wielu kochających słońce zapylaczy, ale jest idealny dla jednej grupy owadów – muszek gryzących.

Są to kuczmany z rodziny Ceratopogonidae, z których około 1000 gatunków z rodzaju Forcipomyia jest szczególnie ważnych dla naszej historii. Samce i samice spędzają większość dnia ukryte w zacienionych miejscach lasu, wylatując w ogromnych chmarach wczesnym rankiem i późnym popołudniem, aby zbierać nektar z kwiatów kakaowca. Żyją około tygodnia, ale rocznie jest około 12 pokoleń. Dzięki niewielkim rozmiarom – od 1 do 3 mm długości – muchówki mogą wcisnąć się w wytwarzające pyłki pylniki trudno dostępnych kwiatów kakaowca. Aby zapylenie nastąpiło na zadowalającą skalę, wystarczy kilka ziaren pyłku przyczepionych do włosków na tułowiu ułamka milionów nieznośnych much.

Ryc. 5. Samiec Forcipomyia sp. muchówki © Christophe Quintin, CC BY-NC 2.0

Tradycyjnie kakao uprawiano na zacienionych obszarach, poprzecinanych rodzimymi drzewami, które zostały oszczędzone, gdy las wycinano pod uprawę. Dziś kakao często rośnie na otwartych plantacjach, które nie mają wilgotnych i zacienionych warunków wymaganych przez larwy kuczmanowatych. Również na plantacjach komercyjnych czas szczytowej liczebności kwiatów może nie być zsynchronizowany ze szczytem populacji muszek. Utrata siedlisk muszek kuczmanowatych może częściowo wyjaśniać, dlaczego produkcja kakao spada, mimo że zapotrzebowanie na nią wzrasta z roku na rok.

Jakkolwiek ograniczona jest nasza wiedza na temat zapylania muchówek, jest to znacznie więcej niż to, co wiemy o innych potencjalnych kandydatach: mszycach i wciornastkach. W niektórych sytuacjach mogą zapylać więcej kwiatów kakaowca niż muszki. Bez względu na względny wkład tych owadów, jest oczywiste, że roślina kakaowa jest szczególnym klientem; nie przydają jej się tradycyjni zapylacze (pszczoły, ćmy, nietoperze czy ptaki).

Ryc. 6. Reklama kakao Cadbury's w „The Graphic”, 1885. Wikipedia.

Osa na ścianie
Gębę miała paskudną
Jak postrzega moją
Ocenić jej już trudno.  

‘Plain Murder’, A.G. Prys-Jones

Kiedy już doznaliście objawienia na temat muszek, możecie spróbować cieplej pomyśleć o osach.

Osy społeczne z rodzaju Vespula, takie jak osa pospolita (V. vulgaris) i osa dachowa (V. germanica) z pewnością są kandydatami na podium najbardziej znienawidzonych i przerażających owadów. Szkoda, bo są czymś więcej niż tylko latającymi bandytami.

Dorosłe osy żywią się głównie wysokoenergetycznymi cukrami i węglowodanami z pokarmu, takiego jak nektar i owoce. Nie są porośnięte puszystymi włoskami, więc są znacznie mniej wydajnymi zapylaczami niż pszczoły. Mimo to uważa się, że osy są głównymi zapylaczami bluszczu (Hedera spp.), który kwitnie pod koniec roku, kiedy liczba pszczół maleje. Ze względu na wysoką zawartość energii owoce bluszczu są ważne dla wielu ptaków polnych i ogrodowych, dlatego osy przyczyniają się do ich zaopatrzenia w pokarm.

Ryc. 7. Osa dachowa © Richard Bartz, Wikimedia Commons.

Ale larwom nie wystarczy cukier – potrzebują białka. Które jest dostarczane przez dorosłe osobniki w postaci bezkręgowców o miękkim ciele, takich jak gąsienice, muchy, pająki i larwy chrząszczy. Naukowcy z Nowej Zelandii (Harris, 1991. N. Zealand J. Zool. 18: 159-169 ; Brock i in. , 2021. Biol. Rev. 96: 1645-1675) oszacowali, że w sezonie osy chwytają około 0,8 do 4,8 miliona ofiar na hektar (1,4 do 8,1 kg zdobyczy/ha), co odpowiada ilości pobieranej przez wszystkie owadożerne ptaki na tym samym obszarze. Liczby gdzie indziej są prawdopodobnie niższe, ale mimo to oczywiste jest, że osy są żarłocznymi drapieżnikami, a więc sprzymierzeńcami ogrodników i rolników.

Ryc. 8. Osa pospolita chwyta muchę © Robert Goossens, Wikimedia Commons.

Osy mogą zepsuć wam piknik, ale bez nich nie mielibyście w koszu chleba, piwa i wina.

Drożdże – zwłaszcza  Saccharomyces cerevisiae  – były podstawą pieczenia, warzenia i produkcji wina w całej historii ludzkości.

Ryc. 9. Marmite, czarna maź z ekstraktu drożdżowego (produkt uboczny warzenia piwa). Ten typowo brytyjski produkt został odkryty przez niemieckiego naukowca Justusa Liebiga (1803-1873), tego od prawa minimum Liebiga © WestportWiki, Wikimedia Commons.

W naturze komórki drożdży znajdują się głównie na dojrzałych owocach w miesiącach letnich. Ponieważ S. cerevisiae nie przenosi się w powietrzu, musi polegać na wektorach, aby przemieszczać się z rośliny na roślinę. Przez lata zakładano, że ptaki lub pszczoły były odpowiedzialne za transport komórek drożdży, ale nikt nie potrafił wyjaśnić, jak przetrwały zimę. Włoscy i francuscy badacze (Stefanini i in ., 2012. PNAS 109: 13398–13403) podejrzewali, że w grę wchodziły osy, ponieważ żywią się winogronami zawierającymi drożdże, a ich gniazda są schronieniem hibernacji dla mikroorganizmów.

Zespół badawczy przeanalizował próbki z winnic we Włoszech, aby znaleźć kilka gatunków i setki szczepów drożdży w jelitach os. Niektóre były spokrewnione ze szczepami winnych  S. cerevisiae, inne były podobne do szczepów chleba. A także, drożdże utrzymywały się przez zimę w jelitach owadów i były przenoszone do larw poprzez pokarm zwracany przez królową. Co więcej: S. cerevisiae wytwarzały zarodniki, kiełkowały i łączyły się w jelitach osy (Stefanini i in ., 2016. PNAS 113: 2247–2251). Wyniki wykazały silny związek między osami a różnorodnością i obfitością drożdży.

Ryc. 10. Osy jedzące winogrona © Thomas Quine, Wikimedia Commons.

Osy mogą być uciążliwe od czasu do czasu, ale ewentualnych starć z nami można łatwo uniknąć. Poza gniazdem nie są agresywne; kiedy unoszą się uporczywie nad twoją butelką lemoniady lub kanapką, interesują się tylko jedzeniem i nie będą cię celowo atakować. Jeśli osa leci w kierunku twojego jedzenia, poczekaj, aż zniknie; machanie rękami zwiększa szanse na uwięzienie jej, co może skończyć się łzami. Jednak osy będą agresywnie bronić swojego gniazda, jeśli zostanie zakłócone lub zagrożone. Jeśli znajdziesz się w pobliżu gniazda, wycofaj się, nie wytwarzając zbyt wielu wibracji ani hałasu.

Więc następnym razem, gdy ktoś zapyta, po co komu osy, możesz powiedzieć, że są fascynującymi stworzeniami o złożonej organizacji społecznej; pomagają zwalczać szkodniki, a twoje wino lub piwo mogą od nich zależeć. I już.

Ryc. 11. Chwila Michała Anioła dzięki skromnym osom.

Readers’ wildlife photos

Why Evolution Is True, 15 sierpnia 2022

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska

Athayde Tonhasca Júniorjest brytyjskim entomologiem