Gorzko-słodki, uzależniający lek

Magiczna dieta Olimpijczyków wywarła takie wrażenie na kulturze zachodniej, że wiele produktów spożywczych i napojów ma przypisaną do nazwy „ambrozję” lub „nektar”. Większość z nich to pobożne życzenia lub sztuczki, ale w jednym przypadku określenie „nektar” całkiem dobrze pasuje: nazwa mieszaniny cukrów i wody, która może być wydzielana przez każdą wegetatywną część rośliny, ale przede wszystkim przez kwiaty.

Nektar kwiatowy zawiera wagowo od 15% do 75% cukrów, głównie glukozy, fruktozy i sacharozy. Wolne aminokwasy, białka, minerały i lipidy zwiększają w mieszance zawartość składników odżywczych, chociaż mamy tylko mgliste zrozumienie ich działania. Pszczoły, osy, bzygi, komary, motyle, ćmy, kolibry i nietoperze należą do najbardziej entuzjastycznych konsumentów tego energetycznego napoju. Nie wszyscy zjadacze nektaru są zapylaczami, ale podkradanie nektaru jest ceną, jaką rośliny muszą zapłacić, aby ich kwiaty odwiedzili ci, którzy zapylają. W przeciwnym razie przepływ pyłku z kwiatka na kwiatek zostaje przerwany lub zmniejszony, co osłabi lub uniemożliwi zapłodnienie roślin.

Ćma fruczak gołąbek (Macroglossum stellatarum) popijająca nektar © Charles J. Sharp, Wikimedia Commons.

Nektar jest nagrodą za przyciąganie zapylaczy, ale jest też produktem drogim metabolicznie: rośliny nie mogą sobie pozwolić na oddawanie go na prawo i lewo. Niektóre z nich uciekają się do manipulacji z udziałem metabolitów wtórnych. Są to substancje chemiczne, które nie odgrywają żadnej roli w metabolizmie rośliny, takie jak garbniki, fenole, alkaloidy, flawonoidy i terpenoidy. Niektóre metabolity wtórne są niestrawne lub nieprzyjemne (zbyt gorzkie), co zmniejsza smakowitość tkanek roślinnych dla roślinożerców. Inne są toksyczne dla zwierząt, w tym owadów zapylających: pszczoły i inne owady mogą zostać zatrute przez nadmierne spożycie wtórnych metabolitów w nektarze i pyłku.

Metabolity wtórne w służbie próżności: Donna allo specchio (Dama z lustrem) Tycjana (1490–1576) mogła używać kropli atropiny – alkaloidu wyekstrahowanego z pokrzyku wilczej jagody (Atropa belladonna) – do rozszerzenia źrenic i uwydatnienia jej urody. Przedawkowanie mogło spowodować wysłanie bella donny [pięknej damy] do kostnicy © Luwr , Wikimedia Commons:

Mimo zagrożeń, niektóre z tych substancji chemicznych mają do odegrania rolę w zapylaniu. Rośliny takie jak cytrusy, kawa i kamelie wydzielają nektar z dodatkiem kofeiny. Jak wie każdy entuzjasta Starbucks, ten uzależniający, gorzki w smaku alkaloid może poprawić pamięć. Nie inaczej jest z owadami: nakarmione kofeiną pszczoły miodne (Apis mellifera) i trzmiele (Bombus spp.) szybciej uczą się, jak znajdować kwiaty i jak do nich powracać, zwiększając tym samym szanse na zapylenie. Pszczoły miodne żywią się więcej i częściej wykonują taniec kołysania, jeśli mają łyk nektaru z dodatkiem kofeiny. I jak każdy handlarz narkotyków, niektóre rośliny mogą wykorzystać uzależnionych klientów; obniżają jakość nektaru, ale pszczoły kontynuują żerowanie. W konsekwencji pszczoły miodne produkują mniej miodu, gdy są uzależnione od kofeiny.

Kamelia japońska (Camellia japonica) w londyńskim ogrodzie, bar z kofeiną dla pszczół miodnych © Emőke Dénes , Wikimedia Commons:

Podobnie działa na trzmiele nikotyna, inny alkaloid. Nektar zawierający niewielkie ilości nikotyny pomaga trzmielom w nauce znajdowania pożywienia. Raz wyuczone trzmiele mają tendencję do pozostawania przy tym samym źródle i powracają raz za razem. Z drugiej strony nikotyna może sprawić, że niektórzy odwiedzający kwiaty zrezygnują z dalszych łyków, ponieważ nikotyna zmniejsza smakowitość nektaru, podobnie jak kofeina. Ale odrzucenie odpowiada roślinie; niektóre zapylacze spożywają mniej nektaru, ale odwiedzają więcej kwiatów, co prowadzi do wyższych wskaźników zapylenia krzyżowego. Podobny efekt ma alkaloid gelsemine, występujący w nektarze kwiatu Gelsemium sempervirens: zmniejsza częstotliwość i długość odwiedzin, ale zwiększa liczbę odwiedzanych kwiatów.

Nikotyna: lek wybierany przez niektórych lekarzy, łyżwiarzy figurowych, artystów cyrkowych na trapezie i pszczoły © The Wellcome Trust:

Gelsemium sempervirens zachęca zapylaczy do napicia się łyku nektaru i szukania dalej © Jim Evans, Wikimedia Commons:

Ponad połowa wszystkich roślin kwitnących wydziela metabolity wtórne wraz z nektarem, ale z wyjątkiem kilku przypadków dotyczących pszczół miodnych, trzmieli i niektórych ciem, dysponujemy skąpymi informacjami na temat wpływu tych substancji chemicznych na zapylacze. To, co wiemy, sugeruje, że nektar to coś więcej niż słodka przynęta: rośliny używają go do manipulowania odwiedzającymi kwiaty dla własnej korzyści. W naturze robi się wszystko, co zwiększa szanse na sukces.

Ale metabolity wtórne to nie tylko środki uzależniające. Odgrywają także inną rolę w życiu zapylaczy, której znaczenie jest coraz bardziej doceniane: jako środki przeciwdrobnoustrojowe. A gelsemine jest dobrym przykładem właściwości leczniczych nektaru.

Gelsemium sempervirens, ulubiona przez ogrodników, jest naładowana gelseminą. Ta substancja chemiczna powiązana ze strychniną sprawia, że cała roślina jest toksyczna dla ludzi, zwierząt gospodarskich i pszczół miodnych. Jednak trzmiele są nie tylko na nią odporne, ale także otrzymują pewną ochronę przed Crithidia bombi, szeroko rozpowszechnionym pasożytem jelitowym, który ogranicza rozwój i przetrwanie kolonii. Nektar z dodatkiem gelsemine może obniżyć wskaźnik infekcji C. bombi o 65%.

Crithidia bombi © R. Schmid-Hempel, ETH Zurich:

Gelsemine nie jest jedyną naturalną profilaktyką przeciwko C. bombi. Callunene, znajdujący się w nektarze wrzosu zwyczajnego (Calluna vulgaris), zmniejsza zakaźność pasożyta trzmiela ziemnego (Bombus terrestris) i w tym przypadku wiemy jak. Crithidia bombi to wiciowaty pierwotniak, czyli jednokomórkowy organizm z wyrostkiem przypominającym bicz zwany wicią. Callunene indukuje utratę wici, którą pasożyt wykorzystuje do przyczepienia się do jelita trzmiela.

Królowa trzmiela ziemnego, podatna na kilka pasożytów jelitowych © Holger Casselmann , Wikimedia Commons:

Wrzos wraz z koniczyną białą (Trifolium repens), ostrożeniem błotnym (Cirsium palustre) i wrzoścem popielatym (Erica cinerea) odpowiadają za około 50% całego nektaru produkowanego przez rośliny kwitnące w Wielkiej Brytanii. Możemy sobie tylko wyobrazić ochronny wpływ wrzosu na populacje trzmieli.

Pole wrzosu, apteka trzmieli © Rasbak , Wikimedia Commons:

Lepsze zrozumienie farmakologii nektaru może nam przynieść bezpośrednie korzyści. Różne związki alkaloidowe, terpenoidowe i fenolowe są śmiertelne dla innych pierwotniaków spokrewnionych z C. bombi (rodzina Trypanosomatidae). Niektóre z tych świdrowców są odpowiedzialne za okropne choroby, takie jak Trypanosoma brucei, który powoduje śpiączkę u ludzi, i T. cruzi, czynnik wywołujący chorobę Chagasa. Więc kto wie: zdrowe trzmiele mogą być wskazówką, która pomaga nam znaleźć sposoby na zmniejszenie ludzkiego cierpienia.

Readers’ wildlife photos

Why Evolution Is True, 20 września 2022

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska