Пчелите са като кислорода – те са навсякъде, невероятно важни

Пчелите са като кислорода – те са на всички места, необикновено значими за нас и в по-голямата си част са невидими. Въпреки че постоянно ги подценяваме, тези инсекти образуват значима част от връзките на индивида със заобикалящата го природа. Когато приказваме за пчели нормално в визиите ни изниква европейската медоносна пчела (Apis mellifica), само че тя е единствено един от над 20 000 типа пчели обитаващи през днешния ден земята. 10% от тях се срещат в Европа. Исторически растенията и пчелите взаимно са коеволюирали, тъй че през днешния ден към 80% от растителните типове се опрашват от тях. Без съществуването на опрашителите при повече от половината, доста ще намалее броя на формираните семената и надлежно ще спадне добива, когато става дума за селскостопански култури. Промените в климата през днешния ден засягат както ареалите на разпространяване на другите типове диви пчели, по този начин и фенологията им. По-високите междинни температури, свързани с изменението на климата, могат да окажат съществено влияние върху растенията и животните, като нарушат взаимноизгодните им връзки и по този начин могат да застрашат и съществуването на типовете. Опазването на дивите пчели-опрашители е от основно значение за бъдещето на планетата ни.

В многовидовите съобщества могат по едно и също време да съществуват огромен брой типове, доста от които са с ниска бройка. Въпреки това те съумяват да се развъждат, издържайки на конкуренцията на по-многочислените типове. Науката към момента не е схванала механизмите, които разрешават това да се случва, само че разбирането им е ключът към поддържане разнообразието в растителните съобщества. Тук основна роля играе специализацията на насекомите, които поддържат тесни екологични ниши за „ своите “ редки растителни типове, като попречват те да изгубят борбата в конкурентната битка с по-многочислените типове. По-голямата част от цъфтящите растения (приблизително 80%) се опрашват от животни. Без съществуването на опрашители при повече от половината от тях доста ще намалее броят на формираните семената – макар обстоятелството, че множеството от тях са способни и на самоопрашване. Насекомите посещават техните цветове, хранят се с нектар, а цветният прашец се залепва по краката и хоботчето им. Когато посещават друго растение от същия тип, „ куриерите “ го придвижват, като по този метод опрашват растението. Растенията притеглят насекомите със своите ярки цветове и аромат на нектар. С течение на еволюцията те са приспособили своята морфология и анатомична конструкция към своите опрашители. Така да вземем за пример венчелистчето на ливадната детелина има формата на тръба, тъй че единствено насекомите с дълъг хобот, които са нейни опрашители, могат да се хранят с нектара ѝ. Опрашването от насекомите играе значима роля в градинарството, зеленчукопроизводството и цветарството. Само при задоволително на брой опрашители добивът от културите може да се резервира и да пораства. Повсеместното разпространяване на разнообразни типове инсекти и тясната им връзка с цъфтящи растения ги прави незаместим фактор в динамичността на дивите и селскостопански екосистеми.

Значение на дивите опрашители за опрашването на растенията

Когато приказваме за опрашване на растенията от инсекти, незабавно се сещаме за пчелите, а когато приказваме за пчели, нормално си представяме, че става дума за обществени животни със строга подчиненост от кралица, работнички и търтеи. Но в действителност 90% от всички типове пчели са самотно живеещи и необразуват колонии. Основната разлика сред тях и европейската медоносна пчела (Аpis mellifica), с изключение на неналичието на обществена конструкция, е и в това, че женските самотно живеещи пчели работят сами, с цел да обезпечат храна (смес от пъстър прашец и нектар) за потомството си и строят независимо гнездото си. Между тях и потомството им не съществува връзка след снасянето на яйцето. Снасяйки женската умира и нейното поколение е оставено единствено на себе си. Добре предпазено вътре в гнездото, то е снабдено с нужната храна, с цел да приключи развиването си до стадия на възрастно насекомо. На идната пролет възрастните излизат от гнездата си, чифтосват се и виталният цикъл стартира още веднъж. 

Самотно живеещите пчели и земните пчели (бомбуси) играят изключителна роля в опрашването на цъфтящите растения в дивата природа. Те са незаместим опрашител и за селскостопанските култури, като при тези, които не могат да бъдат опрашени от медоносната пчела, като люцерна и детелина, те са и единственият вероятен опрашител. Самотно живеещи пчели от рода Osmia постоянно се употребяват за опрашване на овощните култури като ябълка и боровинка. Като в това си качество те са доста по-ефективни от европейската медоносна пчела. Доказано е, че единствено 600 женски пчели от публикувания в Европа тип Osmia bicornis са способни дейно да опрашат 10 декара с ябълково насаждение, като за същата повърхност ще са нужни четири колонии с медоносни пчели със 120 000 пчели-работнички. Тези типове пчели гнездят в земята или в авансово основани кухини – като дупки в стъблата на растения или дървета. В градски условия могат да се срещнат гнездящи сред тухли или други архитектурни детайли. 

Климатичните промени и връзката насекомо/растение

Дивите пчели са екзотермични инсекти и зависят от външни източници на топлота, каквато е слънчевата светлина, с цел да контролират телесната си температура и метаболизма. Когато са сложени в условия, близки до своите граници на термична сигурност, и имат лимитирана приемливост към нараснал топлинен стрес, по-високите температури, свързани с изменението на климата, могат да доведат до по-ранни фенологични събития, които имат последствия за динамичността на популацията на насекомите, взаимоотношенията на типовете, действието на екосистемата. Подобни, рискови температурни съмнения, свързани с изменението на климата и смяната на топлинната среда по целия свят, могат да допринесат за фенологични нарушавания, ненавременна поява и нараснало наличие на хищници – и в последна сметка, до липса на опрашване, изгубване на типове и загуба на биоразнообразие. Обратно, разнообразието на самотно живеещи пчели и бомбуси в по-студените климатични зони и способността им за акомодация към изменящия се климат може да са основен фактор за оцеляване на разнообразието им.

По-високите междинни температури, свързани с изменението на климата, могат да окажат съществено влияние върху растенията и животните

като нарушат взаимно преференциалните им взаимоотношения: цветът на елементарната съсънка (Pulsatilla vulgaris), да вземем за пример, е доста сензитивен към повишение на температурите и стартира да цъфти по-рано всяка година, до момента в който един от главните му опрашители, тип пчела от рода Osmia, не съумява да се излюпи по-рано. В най-лошия случай това може да докара до понижаване на образуването на семена от растението и да утежни репродукцията му, като в същото време се наложи пчелата да се приспособи към други растения, с цел да се храни, компенсирайки по този начин неналичието на храна. Това е основната констатация на ново изследване, извършено от учени от университета във Вюрцбург, което е оповестено в списание Plos One (1). Учените изследват въздействието на температурата върху два типа самотно живеещи пчели, които се появяват напролет и са свързани с опрашването на Pulsatilla vulgaris, едно от най-ранно цъфтящите растения на пролет. Обект на проучването е по какъв начин другите температури през зимата и пролетта въздействат на появяването на пчелите от типовете Osmia cornuta и Osmia bicornis (известни и като пчели-зидари), както и върху началото на цъфтежа на елементарната съсънка. Фенологичният синхрон на двете събития, имагинирането и цъфтежа, е от решаващо значение в живота както на растението, по този начин и на пчелата.

За самотно живеещи пчели всичко е обвързвано с точното време на имагиниране напролет, когато стартира вегетационният интервал, и защото това е къс интервал от време и не са налични други цъфтящи растения, които обезпечават храна за тях,  това може да има негативни последствия за оцеляването на пчелите и броя на потомството им .

Навременното начало на цъфтежа е от значително значение и за растителните типове, които цъфтят при започване на вегетационния интервал и разчитат на единични опрашители от съответен тип. Липсата им може да има съществени последствия за растенията и тяхната репродукция. В рамките на проучването учените слагат пашуки на Osmia bicornis върху единадесет пасища в региона на Вюрцбург. На седем от тревните площи те изследват и резултата на температурата върху началото на цъфтежа на елементарната съсънка. Тъй като температурата върху повърхността на съответните пасища е друга, те съумяват да проучат въздействието на по-високите температури като резултат от изменението на климата върху началото на цъфтежа на Pulsatilla vulgaris и върху появяването на пчелите-зидари. Резултатът от проучването е явен:

с повишението на температурите, в резултат на смяната на климата, Pulsatilla vulgaris стартира да цъфти по-рано, а появяването на пчелите закъснява .

Това води до обстановка, когато растението стартира да цъфти при липса на подобаващи опрашители и въздейства отрицателно върху размера на популацията, което в дълготраен проект може да докара и до изгубване на типа. Това оказва негативно влияние и върху пчелите-зидари – заради понижената наличност на нектар и пъстър прашец при тяхната поява. Изследването на учените от университета във Вюрцбург ясно потвърждава, че изменението на климата заплашва, както растенията, по този начин и другите типове самотно живеещи пчели, които към този момент са подложени на огромен напън от загуба на местообитания и интензивното земеделие.

Промени в ареала на разпространяване като отговор на климатичните промени

В актуалната научна литература има голям брой други изявления, отдадени на реакцията на флората и фауната към климатичните промени. Променят се периодите за настъпване на сезоните, междинните температури, количеството на преваляванията и доста други абиотични фактори. От една страна, това е сериозна опасност за стабилността на екосистемите и новите действителности в ръководството на комплицираното човешко общество, а въпреки това, провокира непрекъснат научен интерес. В последна сметка това е действителна опция за следене на еволюционните промени в действително време. Биолозите следят обособените типове, учат генетичните промени в отговор на изменението на климата, следят промени в държанието обвързвано със сезонните промени. Такива изследвания плануват по-широки систематизирания, които започнаха да се появяват през последните години. Важно е да се види огромната картина на трендовете във фауната, които се появяват, когато се проучват голям брой данни за разнообразни континенти и типове. Докато техниката за събиране и анализиране на данни не е доста добре създадена, резултатите са доста спорни. Следователно в тази област на проучване главната задача е натрупването на идентични данни и тяхната надеждна интерпретация. В противоположен случай е невероятно да се разбере какво значи “глобалното стопляне ” за световното многообразие. И дали този въпрос въобще е на дневен ред.

В този смисъл забавно проучване показа интернационална група зоолози, ръководена от Джеръми Т. Кер (4) от Университета в Отава (Канада). Учените са тествали по какъв начин стоплянето на климата на два континента – в Европа и Северна Америка, въздейства върху разпространяването на земните пчели. За задачата те събират всички налични в света данни за всички типове земни пчели от началото на 20 век. Общо са проучени 67 типа пчели (общо 214 типа са известни в Америка и Европа). За всеки тип има приблизително 536 записа. Времето за наблюдаване е разграничено на 4 елементи. Периодът от 1901 до 1974 година се смята за начален. И идващите три десетилетия би трябвало да покажат динамичността на измененията в местообитанията( 1975 до 1986 година, от 1987 до 1998 година, от 1999 до 2010 г.). За всяка точка е изчислено дистанцията от екватора; за всеки тип са показани най-северната и най-южната точка на разпространяването му в определените интервали от време. Освен това междинната годишна температура през годината на наблюдаване е събрана от метеорологични източници за всяка точка, а надморската височина от топографските карти. За всяка точка и всяка година на наблюдаване са събрани данни за потреблението на земята и пестицидите. Това се оказва налично единствено за Северна Америка, където инсектицидите стартират да се употребяват интензивно през 80-те години и от този момент има съответните данни за 149 от най-използваните типове пестициди. Северната граница на ареалите за американските и европейски типове земни пчели като цяло не се трансформирала през последните 30 година, макар че за някои типове тя се е изместила на 1000 км на север, а за някои американски типове – на 800 км на юг. В същото време температурата по северната граница на ареала се покачва с към 2,5 °С.

Южната граница на разпространяване на пчелите видимо се измества на север, приблизително с 200 – 300 км.  

Местообитанията, които пчелите вземат решение да изоставен, евентуално са се оказали прекомерно горещи за тях в последно време, защото в историческите местообитания на пчелите става приблизително с 4 °С по-топло. Също по този начин типовете с по-южни ареали демонстрират ясна наклонност да се изкачват по-високо в планините – явно там е по-хладно. Видовете със северни ареали, въпреки това, заемат по-ниски местообитания: те са регистрирани през последното десетилетие на височини към 200 м под историческата граница. Чрез делене на типовете на тясно свързани филогенетични клъстери, учените изследват дали има общи трендове за типовете в клъстерите. Те съумяват да покажат, че  сродните типове реагират еднообразно на климатичните промени.  

За страдание, те не илюстрират вярно този забавен извод, макар че точно той демонстрира еволюционния и дълготраен съставен елемент на фаунистичните промени. Ако се удостовери заключението на учените по отношение на сходството на реакциите в тясно свързани групи, тогава ще бъде допустимо с цифри в ръка да се разисква динамичността на адаптивното пространство на надспецифичните таксони. Това разбиране, което е извънредно значимо за екологията, най-често не получава емпиричен израз. Трябва да се означи, че не са открити корелации сред измененията в обсега на типовете и използването на инсектициди или измененията в земеползването. Очевидно този аспект на човешката активност в съществуващия си размер не оказва огромно въздействие върху ареала на пчелите. Въпреки че по-рано са били извършени впечатляващ брой изследвания, демонстриращи нездравословния резултат на инсектицидите върху пчелите. 

Като цяло изследването демонстрира, че 

ареалът на пчелите не се измества на север при съществуването на температурните промени, а се свива от юг, вследствие на което общата повърхност на ареала понижава .

Това единствено по себе си не значи, че земните пчели в Северното полукълбо умират, само че е признак на деен отговор на настоящите климатични промени. Не е известно какви фактори задържат напредването на диапазона на север. Ясно е, че това не е климатът, защото, където е допустимо, пчелите заемат по-голяма надморска височина. С други думи, в региони с огромна надморска височина те следват температурните промени. Придвижването на север от южната граница демонстрира ниската им приемливост към прегряване. Това евентуално се дължи на първичната им акомодация към умерените ширини. 

Прегряването може да бъде сериозен фактор, оформящ даден ареал. Най-известната илюстрация на това събитие е температурният най-много от късния перм (преди 265 – 255 млн г.). През това време доста тропични типове стават биполярни, изчезвайки от  екваториална зона. Може би земните пчели през днешния ден ни разрешават да забележим това събитие със личните си очи. В бъдеще е забавно да се съпостави по какъв начин другите типове групи земни пчели с друга приемливост към топлината в друго време и място на генезис и по какъв начин реагират на климатичните промени. Това първо ще се трансформира в стабилен образец за еволюционната биогеография, и второ, ще разреши по-осмислен метод към опазването на екосистемите в актуалния свят. За това има както набор от данни, по този начин и потвърдени техники. 

Европа, климатът и опазването на дивите опрашители

Повече от 180 000 растителни типа, в това число 1200 селскостопански култури, в целия свят зависят от опрашване за своето възпроизводство. По груби оценки на територията на Европейски Съюз директният принос, получен от активността на дивите опрашители, се пресмята на 14 милиарда евро годишно, което ги прави основен снабдител на екосистемни услуги за общността. Но другите типове пчели са все по-застрашени както от човешката активност, водеща до загуба на местообитанията им, по този начин и от световните климатични промени. Започнала като самодейност на американския сенат през 2007 година, Световната седмица на опрашителите през днешния ден е световно събитие, което се организира всяка година в интервала 22 – 28 юни. Съществуват и голям брой начинания на национално равнище, в това число в страните членки на Европейски Съюз, като провежданото ежегодно Национално броене на пчелите в кралство Нидерландия. През миналогодишното му издание, което се организира на 18 април, се включиха 11 143 души в разнообразни региони на страната. Ентусиазираните доброволци, снабдени със лист, визуализиращ най-често срещаните типове пчели по това време на годината, прекараха 30 минути в градините си или на публични места, записвайки какъв брой и какви типове са видели за това време. По този метод бяха преброени над 200 000 разнообразни типове пчели. 

Нидерландия е вторият по величина експортьор на селскостопански артикули в света след Съединени американски щати. Признавайки решаващата роля на дивите пчели в опрашването на селскостопанските култури, изключително за овощни и зеленчукови растения, през 2018 година в страната бе създадена национална тактика за опрашителите. Стратегията е подписана от 43 държавни и неправителствени сътрудници и включва 70 начинания, ориентирани към основаване на повече места за гнездене на дивите пчели и стабилизиране на източниците им за доставяне с храна. Всички тези начинания са ориентирани към ограничения, които разрешават на природата и селското стопанство да съществуват дружно. Нидерландските градове също се включват в самодейността. Утрехт построява спирки за пчели – автобусни спирки с покриви, засети с локални типове растения, които притеглят пчелите и всмукват прахови частици и дъждовна вода. От 2018 година до момента са инсталирани 316 такива спирки. Амстердам работи по разнообразни начинания, благоприятстващи дивите пчели, които включват слагане на „ хотели за пчели “ (кухи растителни стъбла или тъничък бамбук, които обезпечават кухини за гнездене на самотно живеещите пчели), подмяна на тревата в публичните места с локални, цъфтящи типове растения, и прекъсване потреблението на пестициди за заличаване на бурени в публични площи.

Смята се, че световното стопляне е съществена причина за понижаване видовото многообразие на дивите пчели. Някои от тях могат да оцелеят единствено в стеснен, температурен диапазон. Тъй като температурите в обичайните им местообитания се покачват, местата, където те могат да живеят и се възпроизвеждат, стават все по-малко. Тези дребни инсекти способстват освен за оформянето на естествените екосистеми, само че и директно усилват добивите от селскостопанските култури. Днес наблюдението в измененията и качеството на техните местообитания са от извънредно значение в епохата на климатичните промени.

Автор: Роман Рачков / Климатека

Роман Рачков е част от авторския екип на Климатека, той е агроном, експерт по тропично и субтропично земеделие, дълготраен специалист по интегрирана и биологична растителна отбрана. Председател е на Българската асоциация по биологична растителна отбрана, има ползи в региона на инвазивните типове инсекти в Европа.

В обявата са употребявани материали от:

1. Warmer temperatures advance flowering in a spring plant more strongly than emergence of two solitary spring bee species. Andrea Holzschuh, Sandra Kehrberger, June 24, 2019 (https://doi.org/10.1371/journal.pone.0218824)
2. Desynchronizations in bee-plant interactions cause severe fitness losses in solitary bees. Mariela Schenk, Jochen Krauss, Andrea Holzschuh, 14 May 2017 Journal of aninal ecology (https://doi.org/10.1111/1365-2656.12694)
3. The Biology of European Orchard Bee Osmia Cornuta, M Krunic and L Stanisavljevic,  ISBN: 9788670780354 Dec 2006
4. Jeremy T. Kerr, Alana Pindar, Paul Galpern, Laurence Packer, Simon G. Potts, Stuart M. Roberts, Pierre Rasmont, Oliver Schweiger, Sheila R. Colla, Leif L. Richardson, David L. Wagner, Lawrence F. Gall, Derek S. Sikes, Alberto Pantoja. Climate change impacts on bumblebees converge across continents // Science. 2015. V. 349. P. 177–180.
5. The Biology of European Orchard Bee Osmia Cornuta, M Krunic and L Stanisavljevic,  ISBN: 9788670780354 Dec 2006
6. EU Pollinators Initiative (https://ec.europa.eu/environment/nature/conservation/species/pollinators/policy_en.htm)
7. Nationale Bijentelling 2021 https://www.nationalebijentelling.nl/resultaten/