Ryjący w ziemi przedsiębiorcy

Cienka Strefa Krytyczna ma jeszcze cieńszy rdzeń, który jest odpowiedzialny za niezbędne cykle wody, węgla, składników odżywczych i rozkładu: glebę – która jest także pożywką dla większości roślin i niezliczonej liczby innych organizmów. Gleba podtrzymuje życie na planecie, ale jest również kształtowana przez żywe istoty, takie jak mrówki, termity, chrząszcze, dżdżownice, krocionogi, stonogi, roztocza i nicienie. Rozkładają materię organiczną i pomagają tworzyć próchnicę, a także mieszają glebę: wyrywanie drzew wypiera i obraca bryły ziemi, krety kopią i drążą nory, mrówki i termity budują ziemne gniazda nad ziemią. Ta forma inżynierii ekosystemów znana jest jako bioturbacja i jest przedmiotem ichnologii: od starożytnego greckiego íkhnos (odcisk stopy), jest to badanie istniejących i skamieniałych śladów oraz wykopalisk wykonanych przez zwierzęta. Ichnologia była mało znaną i marginalną dziedziną nauki, dopóki Karol Darwin się nią nie zajął. Nic dziwnego, że jego wysiłki miały ogromne konsekwencje.

W 1837 roku Darwin odwiedził swojego krewnego i przyszłego teścia, Josiaha Wedgwooda, który zasugerował, że dżdżownice są odpowiedzialne za powolne zakopywanie kawałków marmuru rozrzuconych po jego posiadłości (Huxley & Kettlewell, 1965. Charles Darwin and his World. Viking Prasa, Nowy Jork). Ta przyjacielska pogawędka poruszyła naukową wyobraźnię Darwina do tego stopnia, że przez ponad 40 lat z przerwami prowadził obserwacje i eksperymenty z dżdżownicami. Kulminacją jego wysiłków była jego ostatnia książka, opublikowana około sześć miesięcy przed śmiercią: The Formation of Vegetable Mould Through the Action of Worms, with Observations on their Habits  [O tworzeniu się gleby przez działalność robaków]. Darwin nie przypisywał jej większej wagi: „Wysłałem teraz [1881] do drukarzy rękopis małej książeczki na temat powstawania gleby przez działanie robaków. Jest to temat o niewielkim znaczeniu; i nie wiem, czy zainteresuje to kogokolwiek z czytelników, ale mnie zainteresowało”. (Barlow, 1958). Mylił się: książka odniosła ogromny sukces, sprzedając się w takiej samej liczbie egzemplarzy jak O powstawaniu gatunków (Feller i in ., 2003).

Darwin był w dużej mierze odpowiedzialny za zmianę postrzegania dżdżownic z szkodników ogrodowych na główny czynnik przyczyniający się do powstawania i ekologii gleb. Od tego czasu zidentyfikowano inne organizmy żyjące na ziemi jako czynniki wpływające na morfologię gleby. Wśród nich mrówki i termity są uważane za szczególnie ważne po prostu dlatego, że są spektakularnie liczne; obie grupy obejmują ogromną część biomasy zwierząt lądowych.

Szacunki dotyczące biomasy dla grup zwierząt © Eggleton, 2020:

Mrówki, termity i kilka innych owadów żyjących na ziemi, takich jak żuki gnojowe, transportują i mieszają cząstki gleby, wpływając na jej strukturę oraz obieg wody i składników odżywczych. Dlatego słusznie poświęcono im wiele uwagi jako inżynierom ekosystemów. Ale w wybranym klubie czynników bioturbacyjnych nie ma jednej grupy: pszczół.

Większość z nas zna pszczoły miodne i trzmiele i wielu zakłada, że inne pszczoły są do nich podobne – ale tak nie jest. Z około 20 tysięcy znanych gatunków pszczół na świecie większość (~80%) nie żyje w koloniach; są samotnikami, to znaczy każda samica samodzielnie buduje gniazdo i zaopatruje je. A około 60% do 80% z nich to zwierzęta grzebiące (fossorial od łacińskiego fossor oznaczającego „kopacz”), co oznacza zwierzęta przystosowane do kopania i życia pod ziemią. Pszczoły te nazywane są pszczolinkami górniczymi lub górnikami. Gniazdo każdej samicy składa się z tunelu, który może rozgałęziać się na komórki. W przypadku niektórych gatunków tunele mogą mieć szerokość 10 mm i głębokość do 0,5 m. Samica wypełni każdą komórkę pyłkiem i złoży na niej jajo; larwa będzie żerować na pyłku, dopóki nie będzie gotowa do wyłonienia się w postaci dorosłej. Łącznie pszczolinki (głównie z rodzajów Andrena, Anthophora, Amegilla, Eucera, Halictus, Lasioglossum i Melitta ) stanowią najważniejszą grupę zapylaczy roślin uprawnych (Kleijn i in., 2015), mimo że większość życia spędzają pod ziemią.

Obrazowanie rentgenowskie nor pszczolinek. a, b: stosunkowo proste, nierozgałęzione i przeważnie pionowe nory lepiarki wiosennej (Colletes cuncularius); c, d: silnie rozgałęzione i zakrzywione nory pszczolinki Lasioglossum malachurum ©  Tschanz et al., 2023.

Większość pszczolinek, np. z rodzaju Colletes, wytwarza żywicę, która po wystawieniu na działanie powietrza staje się przezroczystą, wodoodporną powłoką. Samice pszczolinek rozprowadzają tę wydzielinę gruczołową na ściankach komórek czerwiu, aby chronić je przed nadmiarem wilgoci i ewentualnie przed patogenami. Ta cecha wyjaśnia, dlaczego te pszczolinki są znane jako pszczoły tynkarskie, pszczoły celofanowe lub pszczoły poliestrowe. Inne gatunki wyścielają swoje gniazda płatkami, liśćmi, kamykami lub innymi materiałami. Oprócz ochrony czerwia, te ulepszenia domu pomagają utrzymać strukturę gniazda, dzięki czemu powietrze i woda przepływają przez tunele jeszcze długo po ich opuszczeniu przez pszczoły.

Komórki lęgowe pszczoły celofanowej © Delaplane, 2010:

Samotna pszczolinka nie dorównuje wydajnością kopania termitów ani kolonii mrówek, ale określenie „samotna” jest mylące. Każda pszczolinka buduje własne gniazdo, ale wiele gniazduje blisko siebie, być może w celu wykorzystania stosunkowo nielicznych dobrych miejsc. Te skupiska gniazd mogą być ogromne: pszczolinki Colletes succinctus mogą osiągnąć koncentrację 80 tysięcy ciasno upakowanych gniazd na odcinku 100 m. Ich żerowanie sprawia wrażenie roju pszczół: zobacz, jak pracują na pełnych obrotach.

Samica Colletes succinctus © gailhampshire, Wikimedia Commons:

Skupiska Colletes succinctus mogą wydawać się przeludnione, ale są to wioski senne w porównaniu z skupiskami Calliopsis pugioni: mogą one osiągnąć ponad 1600 gniazd/m² Visscher i Danforth, 1993). Nieustające kopanie i drążenie tuneli przez pszczolinki wytwarza jeden ważny produkt uboczny: ogromne ilości urobku.

W strefach umiarkowanych dżdżownice mogą rocznie odkładać na powierzchnię gleby 10–50 t/ha koprolitów (odchodów wzbogaconych w glebę), podczas gdy mrówki i termity przenoszą 1–5 t/ha gleby, osiągając w niektórych przypadkach 10–50 t/ha (Wilkinson i in ., 2009). Liczby te nie robią wrażenia na łusarku lucernowym (Nomia melanderi), znakomitym inżynierze glebowym zamieszkującym rodzime pustynie i półsuche obszary zachodnich Stanów Zjednoczonych. Jedna gigantyczna kolonia, licząca około dziewięciu milionów pszczolinek, wydobyła na powierzchnię 96 ton gleby w ciągu jednego roku. Duża część tej ziemi jest zabierana przez wiatr i deszcz, co spowodowałoby utratę 4 cm powierzchni gleby w ciągu 50 lat (Cane, 2003) (rolnicy nie narzekają: zbierają około 2200 kg/ha czystych nasion lucerny, w porównaniu do 168 kg/ha bez łusarka lucernowego). W Japonii Andrena prostimias zdeponowała 27 t/ha gleby w ogrodzie świątynnym. Nie wydaje się to aż tak imponujące, dopóki nie dowiemy się, że pszczolinki dokonały tego w ciągu tygodnia (Watanabe, 1998).

Samica łusarka lucernowego przy swoim gnieździe i skupisko gniazd © James Cane, Służba Leśna Stanów Zjednoczonych 

Pszczoły prawie nigdy nie są uważane za organizmy glebowe, ale jest to rażące przeoczenie. Dzięki swojej aktywności kopania pszczolinki prawdopodobnie przyczyniają się do obiegu składników odżywczych, magazynowania wody, struktury gleby i składu atmosfery: włączenie ich do listy zwierząt bioturbacyjnych jest w dużym stopniu uzasadnione. A myśleliście, że pomagają w funkcjonowaniu ekosystemu tylko dlatego, że są świetnymi zapylaczami.

Maleńka maszyna do kopania ziemi: pszczolinka (Andrena cineraria) wracająca do domu z ładunkiem pyłku © Orangeaurochs, Wikimedia Commons.

Notatka

*Przy założeniu kulistości Ziemi. W cudownym okresie mojego życia, proszono nas kiedyś o tematy do dyskusji na seminarium magisterskim na temat myśli ewolucyjnych. Dwóch zagorzałych chrześcijan zaproponowało ewolucyjne Stworzenie (najwyraźniej przyjęli ten kurs jako misję mającą pomóc nam ujrzeć światło). Mój temat brzmiał: Implikacje płaskiej Ziemi dla doboru naturalnego. Moi chrześcijańscy koledzy oskarżyli mnie o nonszalancję za sugerowanie tematu opartego na absurdalnej teorii, w którą nikt nie wierzy. „Przepraszam”, powiedziałem i przedstawiłem obalający dowód. Wywiązała się dyskusja na temat nauki i pseudonauki, która niestety zakończyła się odrzuceniem obu tematów. Nie zdarzyłoby się to dzisiaj, gdy wkroczyliśmy w erę „innych sposobów poznania” i „alternatywnych faktów”.

Zbieg okoliczności? Około 10% Amerykanów tak nie uważa. Samuel Johnson napisał: „Bez względu na to, jak bardzo pracujemy nad oszukaniem samych siebie, prawda, choć niepożądana, czasami wdziera się do umysłu”. Możemy mieć tylko nadzieję.

Link do oryginału: https://whyevolutionistrue.com/2024/01/31/readers-wildlife-photos-2027/

Why Evolution Is True, 31 stycznia 2024
Tłumaczenie: Malgorzata Koraszewska