Podejrzenia i dowody

Oryginalne postulaty Henlego-Kocha nie mają już uniwersalnego zastosowania, ponieważ od czasu ich sformułowania dowiedzieliśmy się całkiem sporo: na przykład u zdrowych żywicieli regularnie spotyka się wiele organizmów chorobotwórczych, a zasady nie obowiązują w przypadku wirusów, które nie zostały wówczas jeszcze odkryte. Niemniej te postulaty dały rygorystyczne podstawy naukowe powstającej dziedzinie mikrobiologii medycznej. Ustalając wiarygodny związek przyczynowy między mikroorganizmami a chorobami zakaźnymi, lekarze mogli badać możliwości zapobiegania i leczenia.

Doktorzy Friedrich Henle i Robert Koch mieli prawo być dumni ze swojej pracy, ale zapewne byliby zaskoczeni, gdyby dowiedzieli się, że ich postulaty mają zastosowanie także w dziedzinie ekologii zapylania.

Zapylanie jest podstawowym mechanizmem rozmnażania roślin. Ponieważ rośliny nie mogą chodzić na randki, potrzebują środka, który przeniesie za nie pyłek. W przypadku prawie 90% wszystkich roślin dziko kwitnących pracę tę wykonują zwierzęta, głównie owady. Biorąc pod uwagę, że ponad 75% najważniejszych upraw na świecie w pewnym stopniu odnosi korzyści z zapylania przez zwierzęta, identyfikacja czynników zapylających jest niezwykle ważna dla gospodarki i dobrobytu ludzkości.

Pozornie oczywistym sposobem rozpoznawania zapylaczy jest sprawdzenie, które stworzenia odwiedzają kwiaty. Jednak od dawna wiadomo, że owad lub inne zwierzę lądujące na kwiatku niekoniecznie przyczynia się do jego zapylenia. Niektórzy goście są złodziejami nektaru: czerpią nektar z kwiatów, nie dotykając znamion ani pylników. Inni to rabusie nektaru: przedostają się przez dziury w kwiatach, które zrobili sami lub poprzedni goście. Goście, którzy poszukują pyłku, również mogą zupełnie nie przyczynić się do zapylenia, jeśli zjedzą pyłek na miejscu i zabiorą zaledwie kilka ziaren pyłku lub nie zabiorą ich wcale. Czasami są zbyt dobrzy w zbieraniu tego łupu, przenosząc cały łup z powrotem do swoich gniazd, nie pozostawiając nic do rozmnażania roślin. W niektórych przypadkach ci oszuści zapylania mogą stanowić większość kwiatowych gości. Aby skomplikować sprawę, odwiedzający mogą być oszustami i zapylaczami jednocześnie lub w różnych okolicznościach.

Biedronka Tytthaspis sedecimpunctata jest zapalonym bywalcem kwiatów, ale fatalnym zapylaczem, ponieważ pożera cały pyłek © Gilles San Martin, Wikimedia Commons.

Zapylenie nastąpi tylko wtedy, gdy ziarna pyłku z pylników (męskich części rośliny) dostaną się na znamię słupka (żeńska część). Dowód na to istotne wydarzenie można uzyskać poprzez ciąg warunków analogicznych do postulatów Henlego-Kocha. Należy wykazać, że pyłek jest przenoszony z pylników na nosiciela (podejrzewany zapylacz), transportowany przez nosiciela i osadzany na receptywnym piętnie przez tego nosiciela (Cox i Knox, 1988).

Proces zapylenia krzyżowego © Ali Niaz, Wikimedia Commons.

Kroki te wydają się proste, ale w rzeczywistości nie są łatwe do udowodnienia. King i in. (2013) spróbowali tego na podstawie obserwacji z dwóch stanowisk w Szkocji i lasu liściastego w Kostaryce. Przyglądali się niedawno otwartym kwiatom 13 gatunków, czekając, aż pierwszy gość wyląduje na kwiatku. Gdy to nastąpiło, piętno tego kwiatu zostało zabrane do laboratorium, gdzie wyodrębniono, zidentyfikowano i zliczono ziarna pyłku. Przeprowadzając wielokrotne obserwacje, autorzy uzyskali szacunki dotyczące depozycji pojedynczej wizyty (SVD), która mierzy zdolność odwiedzającego do pobrania pyłku z danej rośliny i zdeponowania go w innej roślinie, gdzie może doprowadzić do zapłodnienia. Szacując wartości SVD głównych odwiedzających kwiaty, autorzy odkryli, że około 40% z nich nie było skutecznymi zapylaczami.

W południowo-wschodniej Anglii kwiaty jeżyny (Rubus fruticosus agg.) są często odwiedzane w ciągu dnia przez muchy, trzmiele (Bombus spp.) i pszczołę miodną (Apis mellifera). Jednak analizy SVD wykazały, że większość zapyleń odbywa się w nocy przez ćmy (Anderson i in., 2023). W podobny sposób Ballantyne i in. (2015) ocenili potencjalnych zapylaczy wrzosu (Erica tetralix, E. cinerea i Calluna vulgaris) i kolcolista zachodniego (Ulex europaeus i U. minor) w Hyde Heath w Anglii. Łącząc częstotliwość odwiedzania kwiatów z wartościami SVD, możliwe było ustalenie, kto co zapyla. Bzygowate były częstymi gośćmi, ale pozostawiły niewiele ziaren pyłku. Pszczoła miodna, kolejny stały bywalca, była skutecznym zapylaczem wrzosu zwyczajnego (C. vulgaris), ale w przypadku innych roślin nie była tak dobra jak trzmiele. W rzeczywistości dane SVD dla 76 roślin z 30 rodzin w Kenii, Izraelu i Wielkiej Brytanii potwierdziły często zgłaszaną obserwację, że pszczoła miodna europejska, mimo że często jest najliczniejszym bywalcem kwiatów, jest mniej skutecznym zapylaczem niż pszczoły samotnice i trzmiele (Willmer i in., 2017).

Sieci ilustrujące kombinację częstotliwości odwiedzania kwiatów i średniej SVD dla głównych zapylaczy wrzosu i kolcolistu. 1: Bombus terrestris/lucorum ; 2: B. pascuorum ; 3: B. lapidarius ; 4: B.jonellus ; 5: B. hortorum ; 6: A. mellifera ; 7: smuklikowate; 8: inne pszczoły samotnice © Ballantyne i in., 2015.

Jeśli podejrzewasz, że oszacowanie SVD to ciężka praca, masz rację. Istnieją alternatywy, takie jak odsetek kwiatów, które rozwinęły się w owoce, waga owoców, produkcja owoców i tak dalej. Metody te są jednak równie pracochłonne i nie tak precyzyjne jak SVD. W wielu badaniach wykorzystano cechy gości, takie jak liczebność, owłosienie i wielkość, obciążenie pyłkiem, liczba dotkniętych znamion oraz częstotliwość i czas trwania wizyt kwiatowych. Są to wskaźniki potencjału odwiedzających, ale nie dowód skuteczności. Na przykład pyłek przyczepiony do ciała gościa może zgubić się po drodze lub trafić na niezgodne lub niewrażliwe znamiona. Potrzebujemy dowodów na osadzanie się pyłku, które może prowadzić do zapłodnienia.

Bzyg prążkowany (Episyrphus balteatus) na kwiecie czystka kreteńskiego (Cistus creticus). Zapylanie w akcji? Być może, ale sama obecność ziaren pyłku tego nie gwarantuje © Aka, Wikimedia Commons.

Organizacje zajmujące się ochroną przyrody, naukowcy, prasa i media społecznościowe powtarzały – często przesadnie – o niebezpiecznym stanie usług zapylania. Obawy te podkreślają znaczenie ochrony liczebności i dobrostanu zapylaczy, a także jakości i zasięgu ich siedlisk. Zapylacze znajdują się w centrum uwagi, co otwiera możliwości zaangażowania społeczeństwa, nowych projektów, finansowania i pójścia za modą. Twierdzono, że wielu odwiedzających kwiaty jest zapylaczami wyłącznie na podstawie faktu, że są gośćmi kwiatów. Niedawno w prasie doniesiono nawet o żabie drzewnej jako o nowym członku klubu zapylaczy, ponieważ zaobserwowano jeden okaz z pyłkiem przyczepionym do grzbietu. Czy to może być zapylacz? Możliwe, ale mało prawdopodobne: żaba lub inne zwierzę może przypadkowo zapłodnić kwiat, ale to nie czyni z nich wiarygodnych, konsekwentnych wektorów zapylających. Jak każde inne przedsięwzięcie naukowe, postęp w zrozumieniu ekologii i procesów zapylania wymaga danych wynikających z ciężkiej pracy. Samo wypisanie stworzeń, którym podoba się ładny kwiat, nie wystarczy.

Kochający kwiaty Pepé Le Pew raczej nie przyczyni się do zapylania © Prayitno, Wikimedia Commons.

Link do oryginału: https://whyevolutionistrue.com/2024/06/24/readers-wildlife-photos-2147/

Why Evolution Is True, 24 czerwca 2024

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska