Správné včely

Posláním včely v přírodě je opylovat kulturní rostliny. Ale pokud jde o tak důležitou živnou rostlinu, jako je vojtěška, pak je včela medonosná málo užitečná. Řekl nám o tom Viktor Keniz, Ph.D. D., vedoucí výzkumný pracovník v laboratoři selekce a produkce semen vytrvalých trav, Krasnodar Research Institute of Agriculture pojmenované po. P.P. Lukjaněnko.

– Řekněte mi, Viktore Vasiljeviči, je včela medonosná, tato, dalo by se říci, autorita mezi opylovači, pro producenty vojtěšky opravdu málo přínosná?

— Nyní je na světě asi 30 tisíc druhů hmyzu patřícího do čeledi včel. Jen na území bývalého SSSR se vyskytuje přes 3,5 tisíce druhů. A samozřejmě, včela medonosná je mezi včelí rodinou nejoblíbenější. V myslích většiny lidí je spojován především s chutným a zdravým medem. Med je však jen vedlejším, i když velmi cenným produktem včelařských produktů. Hlavním účelem včel je opylovat plodiny. Ale pro potravinářskou rostlinu, jako je vojtěška, včela medonosná poskytuje velmi malý užitek.

Včela totiž kvetoucí vojtěšku ochotně navštěvuje, ale prakticky ji neopyluje. Důvod spočívá v morfologických rysech struktury květu této kultury. Pestíkový sloupec v neotevřeném květu této rostliny je držen v napjatém stavu jinými orgány a v důsledku toho má určitou elasticitu. Když včela medonosná otevře květ, sloupek se uvolní a citlivě narazí včelu na sosák, který je delší než u divokých včel. Po podobné zkušenosti si včela medonosná příště vezme nektar ne hrdlem květu, ale štěrbinou na boku, aniž by květ otevřela. A pokud se neotevře, pak k opylení nedochází. Tento druh hmyzu tedy sbírá nektar z vojtěškového pole a přeměňuje jej na zdravý med. Pro produkci semen z toho ale není prakticky žádný užitek.

„Opravdu mnohomilionová říše hmyzu neposkytla pro tento případ alternativu?“

— Mnoho druhů včel opyluje vojtěšku lépe než včela medonosná, ale med neprodukují. Proto v myslích většiny lidí takový hmyz zůstává, jako by to byli bojovníci „neviditelné fronty“. Patří mezi ně divoká včela megachila listořezná (Megachile rotundata F.), známá pouze úzkému okruhu odborníků. Je to samotářský hmyz, na rozdíl od společenského hmyzu, ke kterému patří včela medonosná. Megachilas si hnízdí v suchých větvích stromů, keřů a stonků velkého plevele, dělají díry v měkkém jádru nebo využívají existující díry, které zanechali červotoči. Řezačky listů se jim říká proto, že za účelem vytvoření hnízda pro své potomky odřezává včelí samice kousky listů stromů nebo trávy, ze kterých pak staví buňku pro potomky. Vybere vhodnou díru ve stéblech stromu nebo trávy, nanese tam kousky listů, zkonstruuje z nich kokonovou buňku, naplní buňku zásobou pylu a nektaru dostatečnou k krmení budoucí larvy, na tuto směs naklade vajíčko a utěsní kokon s jejími sekrety.

Samice stráví touto prací asi pět hodin a žije pouze 50 dní. Během svého života může samice megachily naklást až 30-40 vajíček. Megaheels uspořádají své buňky v hnízdě v lineárním pořadí. První buňka je položena v hlubinách hnízda a poslední na začátku. Počet buněk v hnízdě závisí na hloubce otvoru. Každá buňka zaujímá asi 9-10 mm délky hnízda.

Samička megachila létá z květu na květ a otevírá je a sbírá pyl a současně květ opyluje. Samec se prakticky neúčastní opylování květů. Do sytosti se živí pylem. Po ukojení hladu samec oplodní samici a zemře. To omezuje jeho biologickou roli. Proto hlavní práci při opylování vojtěšky vykonávají samice.

Kromě Megachile rotundata se ve volné přírodě Krasnodarského kraje vyskytuje mnoho druhů včel rodu Osmia. Také se aktivně podílejí na opylování květů vojtěšky a svými biologickými vlastnostmi mají mnoho společného s Megachila. Jsou schopni osídlit umělá hnízda, která lidé zařídili pro včely řezače listů. Zámotky chobotnic se sbírají a ukládají odděleně, aby se vylíhlí jedinci v příštím roce vypustili do polí kvetoucí vojtěšky.

— Povolal ten člověk tyto „bojovníky neviditelné fronty“ do svých služeb?

— Ano, vědci podrobně studovali behaviorální reakce včel na listech a vyvinuli technologie pro umělý chov tohoto hmyzu v laboratorních podmínkách. Pravda, o úspěších ruské vědy v tomto směru lze hovořit hlavně v minulém čase. U nás se s těmito studiemi začalo v polovině sedmdesátých let minulého století. Zvláště úspěšně na tomto problému pracovali sibiřští specialisté z Omsku. V roce 1980, po zakoupení velké šarže kokonů v Kanadě, byly převedeny do vědeckých institucí SSSR, které v té době provedly předběžný výzkum v této oblasti. Mezi takové instituce patřil Krasnodarský výzkumný ústav zemědělství pojmenovaný po. P.P. Lukjaněnkem, kde byla vytvořena speciální laboratoř pro umělý chov listořezných včel.

Během let radikálních ekonomických reforem se však počet hospodářských zvířat prudce snížil a vojtěška, jako jedna z nejdůležitějších zemědělských krmných plodin, se ukázala jako nevyužitá, a poté výzkum chovu stříhačů ustal. . V Rusku je v současné době nikdo nechová, s výjimkou našeho ústavu, kde jim vznikly další náklady a znovu, o mnoho let později, zakoupili várku listořezných včel v Kanadě.

—Jaký je konkrétní ekonomický přínos listořezové včely?

— Na farmách Krasnodarského území, kde je spousta nezorané a nezaplavené půdy, se bez účasti megahealů získává až 1 c/ha semen vojtěšky. Zde květy této rostliny opylují jiné druhy včel a volně žijící hmyz. Mnohem horší situace je v oblasti pěstování rýže v regionu, kde by vojtěška podle vědců měla zabírat minimálně 30 procent osevního postupu. Je zde vysoká úroveň orby a hmyz žijící v půdě a na přehradách hyne kvůli intenzivnímu používání pesticidů. V tomto pásmu je velmi málo přirozených hmyzích opylovačů vojtěšky a výnos semen se zde pohybuje pouze od 30 do 50 kg/ha. Proto se v takových oblastech neobejdete bez řezače listů.

Pozemky farem v záplavových oblastech zarostlých rákosem jsou příznivé pro produkci semen vojtěšky. Jeho houštiny jsou vhodné pro hnízdění listořezů a na takových pozemcích lze získat až 2 c/ha semen. Použití listořezných včel pro opylování vojtěšky umožňuje zvýšit výnos semen vojtěšky až na 8 c/ha. Výnos v tomto případě bude záviset na počasí během období květu. Zájem o kulturu vojtěšky proto projevují především farmy s rozvinutým chovem dobytka. Mezi takové partnerské farmy Krasnodarského výzkumného ústavu zemědělství patří farmy okresu Kanevsky „Volya“ a „Pobeda“.

— Existují nějaké technické rysy chovu včely megachila?

— Včelí úly listonohé jsou dřevěné bedny s hnízdícími deskami umístěnými uvnitř. Každý úl je určen pro 2-3 tisíce hnízd. Nejvhodnější hnízdní desky pro včely jsou dřevěné o tloušťce 8-9 mm a šířce 100 mm. Na obou stranách desek jsou půlkruhové drážky o šířce 5-6 mm a hloubce 2,5-3 mm. Když jsou desky umístěny na sebe, drážky tvoří válcové otvory o průměru 5-6 mm a hloubce 100 mm. Do těchto otvorů včely umisťují buňky pro své potomky. Destičky nasbírané v úlu se zhutňují pomocí pružin a ukládají do polních domků na ochranu před nepřízní počasí. Pro přilákání včel jsou domy natřeny různými jasnými barvami. Aby včela nestrávila spoustu času hledáním otvoru, kde začala buňku uspořádat, na úly se červenou nebo černou barvou nanesou kresby ve formě nějakých obrazců nebo geometrických znaků.

Úly se vyjímají na vojtěšková semena na začátku květu rostlin (konec května – začátek června). Zároveň se do terénu vynášejí vaničky s již vylíhnutým hmyzem. Rodí se jako výsledek inkubace kokonů získaných v předchozím roce. Vědci spočítali, že k plnému opylení jednoho hektaru vojtěškových plodin je nutné odstranit z každého hektaru alespoň pět tisíc jedinců divokých včel. Za dobrého, jasného, ​​chladného a slunečného počasí divoké včely pravidelně létají a přemoženy přirozeným pudem plození zakládají buňky v úlech, sbírají v nich pyl a nektar pro své potomky. Nelétají v zataženém a deštivém počasí. Jak rychlost rozmnožování včel, tak výnos semen vojtěšky silně závisí na převládajících povětrnostních podmínkách během květu vojtěšky, který trvá jeden měsíc. Za 20-25 dní „létavého počasí“ je možné obnovit velikost populace odstraněné na pole.

Po ukončení kvetení vojtěšky se úly vyjmou z pole a umístí do chladné místnosti (10°C). Zde se z vajíček líhnou larvy. Poté se úl rozebere a zámotky s larvami se vyčešou z desek do kartonových krabic, kde se skladují při teplotě 4°C do května následujícího roku. Inkubace zámotků k získání dospělých včel se provádí v příštím roce 28 dní před začátkem kvetení vojtěšky při teplotě 28°C.

Rozhovor s A. Guidou, Ph.D. n.

Přírodovědec a biolog Thor Hanson uvádí čtenáře do úžasného světa včel, hovoří o jejich fyziologii, sociální struktuře a vlivu na lidský život. Autor také vysvětluje, proč je tento hmyz ohrožen a jak mu lidé mohou pomoci. Kniha „Bzučení. „Přírodní historie včel“ byla vydána v ruštině nakladatelstvím Alpina Non-Fiction. „Snob“ publikuje jednu z kapitol

Jakou roli hrají včely v životě člověka kromě produkce medu?

Pro některé včely jsou shluky nevyhnutelným důsledkem nedostatku stanoviště: útesy, místa na holé zemi a vhodné větvičky, polena nebo díry v kůře stromů není tak snadné najít. Tuto otázku lze také zodpovědět, alespoň částečně, citováním starého biologického přísloví: „Společně bezpečněji“. Projde-li například osamělá zebra kolem hladového lva skrývajícího se mezi trávou, pak je její konec předem daný. Naopak, být součástí stáda výrazně zvyšuje její šance na přežití. Hlídání snižuje rizika pro každou jednotlivou zebru. Umožňuje také skupinovou obranu a vývoj dalších triků, jako jsou pruhy (o kterých se někteří vědci domnívají, že mohou zmást dravce na blízko). V případě samotářských včel je logika stejná. Hnízdění ve shlucích pomáhá snižovat nebezpečí kukaček a jiných škůdců. Ale to nejzajímavější se skrývá v některých jemnostech. Když se samotáři seskupují napříč generacemi, taková blízkost může otevřít příležitosti pro rozvoj nového chování. Některé druhy, jako jsou zahradní zedníci (osmia), zůstávají neochvějnými zastánci osamělého životního stylu: jedna samice na hnízdo. Jiní ale začali zkoušet různé typy interakce: od vzácných případů používání společných hnízd až po společné skladování proviantu, péči o potomstvo a ochranu. Nejméně ve čtyřech případech vedla tato cesta ke vzniku úrovně komplexního chování, které odborníci nazývají eusociální neboli „skutečně sociální“. Eusocialitou rozumíme vysoce organizovaný způsob života, včetně budování kolonie, nejzřetelněji se projevuje u včel; Pokud má někdo z autoritativních vědců v této oblasti pravdu, pak je podobnost tohoto způsobu života s tím lidským mnohem hlubší.

Biolog Edward Wilson z Harvardské univerzity ve své knize The Social Conquest of Earth, 2012, nastínil hlavní předpoklady pro vznik eusociality: soužití zástupců více generací, dělbu práce a altruismus. Těch pár tvorů, kterým se podaří dosáhnout této kombinace, často dosahuje mimořádných úspěchů, jako jsou mravenci (na které se Wilson specializuje) a termiti, stejně jako některé vosy a včely. K tomuto krátkému seznamu má ale neobvyklý přírůstek – osobu. V jednom ze svých rozhovorů o tom mluvil takto: z jediného velkého zvířete a obecně jednoho z mála druhů, který ztělesňoval všechna kritéria eusociálnosti, „se ukázal být velký africký primát“.

Není divu, že Wilson byl okamžitě kritizován za házení všeho dohromady, včetně lidí ve skupině organismů spolu s hmyzem, některými korýši a nahými krysami. Nebyl ale zdaleka první, kdo poukázal na podobnosti mezi lidskými společnostmi a životním stylem tvorů, jako jsou včely medonosné. Vědci viděli úl jako vzor pro lidstvo, který se datuje přinejmenším do doby Virgila, který psal o včelách:

Děti mají společné jen oni a ubytovny
Ve městě; jejich život podléhá přísným zákonům.

Velká část kontroverze kolem Wilsonova tvrzení se týkala jeho verze toho, jak eusocialita vznikla: nejen kvůli relativnímu přežití jednotlivců (tradiční pozice), ale kvůli přirozenému výběru působícímu na celé skupiny. Tento směr myšlení nám umožňuje vysvětlit altruismus. Akty sebeobětování, které se mohou zdát v rozporu se zásadou „přežití nejschopnějších“ (jako je nesobecké hrdinství v bitvě nebo opuštění reprodukčních příležitostí), mohou ve skutečnosti přetrvávat a dokonce vzkvétat, pokud jsou přínosem pro skupinu jako celek. Wilsonova teorie však zpochybňuje desetiletí práce, která se opírá o matematické vzorce pro stupně příbuznosti (altruismus přetrvává v genofondu pouze tehdy, pokud z něj má prospěch dostatek blízkých příbuzných, čímž kompenzuje značné ztráty na straně jednotlivců). Otázka není zdaleka vyřešena, ale je tu jedna věc, na které se mohou všichni vědci shodnout: pokud chcete studovat vývoj sociálních vztahů v praxi, nejlépe uděláte, když se podíváte na život včel.

Co se týče ostatních známých skupin, přechod k eusociálnímu životu nastal pouze jednou, v dávné minulosti, a všichni potomci v té či oné míře již vedli podobný způsob života. Termiti se vyvinuli ze samotářských švábovitých předků před více než 140 miliony let a mravenci se brzy poté oddělili od původní skupiny samotářských vos. Celkem nyní existuje asi 25 000 vysoce sociálních druhů. Pokud přijmeme Wilsonův návrh, pak rod primátů Homo překročil práh eusociality před 3 miliony let a nikdy toho nelitoval (i když někteří jeho členové tráví spoustu času o samotě, sedí ve svých chýších a píší knihy). U včel a některých vos je však příběh úplně jiný. Renomovaný entomolog Charles Michener strávil celý svůj život studiem včel a naučil se být v této věci opatrný. „Je jasné, že tady neexistuje žádná hotová odpověď,“ napsal v době, kdy se snažil spočítat, kolikrát mezi včelami vznikla eusociálnost. Včely medonosné a jejich příbuzní byli nepochybně sociální, ale zdá se, že jiné skupiny tuto vlastnost získaly a následně ztratily, zatímco jiné balancovaly na hraně a je těžké je zařadit. Úroveň sociality se navíc může během sezóny měnit nejen v rámci jedné populace, ale také v rámci jedné včely. „To je špatná otázka,“ uzavřel Michener a naznačil, že existuje naléhavější a zajímavější téma k prozkoumání: Proč vůbec včely vykazují tak pozoruhodnou škálu sociálního chování?

Kdybych tuto knihu začal psát o pár let dříve, položil bych tuto otázku přímo Michenerovi. Každý ví, že byl otevřený člověk a až do své smrti se zabýval výzkumem (Charles Michener zemřel v roce 2015 ve věku 97 let). Když jsem teď tuto příležitost postrádal, udělal jsem to, co vždy dělá mnoho lidí, kteří jsou zapálení pro včely. A je to trochu jako společenská hra „Six Steps to Kevin Bacon“, ve které se filmoví nadšenci snaží najít spojení mezi danou hollywoodskou celebritou a filmem s Kevinem Baconem v hlavní roli v šesti krocích nebo méně. Mezi melittology se ještě rychleji ocitnete v kontaktu s Charlesem Michenerem. Už jsem komunikoval se dvěma jeho postgraduálními studenty: v 1950. letech. Michener působil v dizertační komisi pro disertační práci Jerryho Rosena a v 1990. letech XNUMX. století – Michael Angel. Nyní jsem šel ještě o krok dále a navštívil specialistu, který již byl vyškolen Michenerovým žákem, předním entomologem, který začal přemýšlet o vývoji společenského života ještě předtím, než začal studovat hmyz.

„Nejprve jsem získal titul z historie a lingvistiky,“ řekl mi Sean Brady a vysvětlil, že se dříve zajímal o téma sociálního rozvoje v lidském světě. Sean přešel na hmyz až po přečtení knihy o mravencích a pak si uvědomil, jak málo se ví o jejich evoluci a původu jejich složité společnosti. „Myslel jsem, že v tom mohu dosáhnout skvělých výsledků!“ — vzpomínal. To určilo jeho volbu povolání a brzy ho přivedlo od mravenců ke včelám a Briana Danfortha (Michenerův chráněnec) na Cornell University jako postgraduálního studenta. Není proto divu, že Shawn, nyní vedoucí oddělení Smithsonian Museum of Natural History ve Washingtonu, DC, se pustil do studia skupiny halictidových včel, jejichž zvláštní sociální chování vzbudilo mimo jiné trvalý zájem Charlese Michenera.

„Zajímalo by mě, jestli Mitch někdy něco z toho chytil?“ “ řekl Sean, když jsme se dívali na krabici plnou malých černých včel. Stáli jsme mezi řadami vysokých bílých skříní, které bylo možné posouvat po vodicích kolejnicích zabudovaných v podlaze. Tento systém ukládání sbírek sice znesnadňoval průchod úzkými uličkami mezi policemi, ale kapacita místnosti se zdvojnásobila, protože bylo nutné šetřit místem, aby bylo možné uložit více než 35 milionů položek. Dotyčné včely, přestože patřily do jedné z největších světových sbírek hmyzu, byly tak malé, že je nebylo možné připnout. Místo toho byly všechny úhledně přilepené ke straně špendlíky a seřazené do řad, které byly od sebe k nerozeznání. I Michener přiznal, že jsou vzhledově „morfologicky jednotné“. Tyto včely se vyznačovaly způsobem života.

„Víme, že klima ovlivňuje jejich sociální chování,“ řekl Sean a snažil se vysvětlit, proč konkrétní druhy, na které jsme se dívali, byly osamělé v chladnějších částech svého areálu, ale eusociální na jihu, kde teplejší počasí umožňuje delší hnízdní období a podporuje interakce mezi matkou a dcerou. Později mi ukázal obrázky tropického druhu, ve kterém samice rodí jak malé dcerky, které se dají využít jako pomocnice v hnízdě, tak větší, dobře živené, které odlétají a rodí potomky. V jiných případech může matka vychovat socializovaný vrh všech samic na začátku sezóny a pak zemřít, přičemž ponechá své dcery, aby produkovaly samce, rozmnožovaly se a rozptýlily se, aby vytvořily nová hnízda. Přestože žádná z halictid nedosáhla plně úrovně komplexních společností, jako jsou známé včely medonosné, stovky jejich druhů vykazují známky eusociálnosti: překrývající se generace a projevy altruismu. Jejich vývoj ukazuje, proč si včely jako celek vyvinuly tak širokou škálu sociálního chování a proč tak činily častěji než jakýkoli jiný hmyz dohromady.

„Víme, že to má něco společného s jejich hnízděním,“ řekl mi Sean, když jsem se zeptal, proč jsou halikti predisponováni k sociálnímu chování. „Snaží se převzít výhodná hnízdiště, která se nacházejí na různých místech a jejich počet je omezený,“ vysvětlil. – To je to, co dělá včely soužití. Takže se musí naučit spolu vycházet.“ I když je tento druh společného života pro včely důležitý, nemusí nutně vést k sociálnímu životnímu stylu: koneckonců zednické včely Briana Griffina (Osmia) žijí vedle sebe v hnízdních blocích, ale vzájemně se málo ovlivňují. Možná důležitější není to, co se děje mezi nepříbuznými ženami, ale interakce mezi dcerami stejné ženy. Co by je mohlo přimět, aby se alespoň v některých případech nerozprchly za účelem rozmnožování, ale zůstaly a staraly se o hnízdo? Sean řekl, že původ tohoto chování je nejasný, ale jako nejpravděpodobnější vysvětlení poukázal na reprodukční systém podobný tomu u vos a mravenců. Protože samci se líhnou z neoplozených vajíček, přenášejí na své potomky neúplný soubor vlastností, díky čemuž jsou všechny sestry v hnízdě ještě těsnější. Z genetického hlediska se pak altruismus stává prospěšnějším: tím, že pomůžete své matce nebo sestrám, v každém případě přispějete k tomu, že většina vašich genů bude předána další generaci, i když jste sami ztratili schopnost reprodukce.

„Zdá se, že společenský život těchto včel narůstá a ubývá,“ řekl Shone později a poukázal na to, jak toto chování vzniklo při dvou nebo třech různých příležitostech před 20 miliony let a rozšířilo se mezi dva největší rody této rodiny. Ale následně ji různí potomci ztratili nejméně 12krát a vrátili se znovu do osamělé existence. U jiného hmyzu, jako jsou mravenci a termiti, jsou věci zcela odlišné: jakmile se eusociální chování vyvinulo, ustálilo se. V jednom ze svých klíčových článků na toto téma Shawn a jeho spoluautoři naznačují, že halictidní včely jsou v této „sociální hře“ prostě nové, takže jejich vzorce chování se ještě nevyvinuly (20 milionů let není z evolučního hlediska mnoho času). „Ale na druhou stranu je tu možná něco, co ještě nevíme,“ řekl zamyšleně a oči se mu rozzářily. Když jsem sledoval Seana, jak přemýšlí, uvědomil jsem si, že má vědcovu vášeň pro protiargumenty, jako právník, který nevyhnutelně začíná zvažovat pro a proti: „Možná se v genetických datech něco objeví, nějaká zvláštnost, která vysvětluje jejich sociální plasticitu.“