В мире есть серьезная проблема с пчелами, и не та, которая связана с нежелательным жужжанием крошечного насекомого на пикнике на открытом воздухе: пчелы умирают с пугающей быстротой (американские фермеры потеряли 31 процент своих пчелиных семей зимой 2012/2013), и нет один знает почему. Это огромная проблема для всех, кто любит еду, потому что медоносные пчелы являются самым важным коммерческим опылителем в мире. По оценкам Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций, из 100 культур, которые производят 90 процентов продовольствия в мире, 71 из них опыляются пчелами, Потерять медоносных пчел, и приделы наших супермаркетов могут выглядеть почти бесплодной
Связанный контент
- Как цветы изменили мир, от экосистем до художественных галерей
- Этот новый банк спермы для медоносных пчел может помочь в борьбе с беспорядком в колонии
- Американский шмель тоже терпит крах
- Тайная жизнь пчел
Пчелы - самый распространенный опылитель, используемый в коммерческом сельском хозяйстве по простой причине: ими легко управляют и манипулируют люди. Пчелы - это социальное насекомое, что означает, что они образуют и живут в больших, хорошо организованных группах. Фермеры могут воспользоваться этим, уговаривая и держа под рукой большие популяции пчел; Медоносные пчелы также могут быть доставлены по всей ферме и выпущены в большом количестве по желанию фермера. По этим причинам пчелы составляют 80 процентов опыления насекомыми в сельскохозяйственных культурах.
Но пчелы не единственные пчелы в игре на опыление, и при этом они не обязательно самые эффективные. Существует более 20 000 видов пчел, и 4000 из них родом из Северной Америки (пчела не входит в их число). Эти местные опылители - в некоторых условиях - на самом деле лучше опылителей, чем пчелы, но их сложнее контролировать. «В прошлом году было проведено большое количество исследований, посвященных изучению диких пчел и их вклада в опыление, - во многих системах дикие пчелы усиливают опыление, а способы, которыми управляют пчелы, такие как пчелы, не улучшаются», - объясняет Ханна Беррак, доцент в Университете штата Северная Каролина (NCSU).
Ранее в этом году группа исследователей пчел опубликовала исследование « Наука», связывающее биоразнообразие пчел с повышением урожайности, причем биоразнообразие является своего рода страховым полисом для нашей продовольственной системы. Но поскольку дикими пчелами управлять не так легко, как пчелам, фермеры могут не решиться навязать методы, которые привлекут местных опылителей к их полям.
Теперь, новое исследование, проведенное Burrack и ее коллегами в NCSU, показывает, что увеличение разнообразия их опылителей может принести не только пользу урожаю фермера - это может принести пользу их конечному результату в достаточной степени, чтобы компенсировать первоначальные инвестиции в увеличение биоразнообразия, делая усилия стоящими, Исследование было опубликовано сегодня в журнале открытого доступа PLOS ONE.
«Интерес к этому проекту в моей лаборатории вырос из-за взаимодействия с производителями», - отмечает Баррак. «Они хотели знать, кто их опылители и как они взаимодействуют и, возможно, приносят пользу их урожаю».
Наряду с Дэвидом Тарпи, биологом по пчелам из NSCU, Burrack и другие исследовали влияние биоразнообразия пчел на важную культуру Северной Каролины: чернику. Они отобрали несколько коммерческих ферм по выращиванию черники, которые они посещали раз в неделю во время цветения в течение двухлетнего периода. Перед началом сезона цветения ученые поместили клетки на определенное количество ветвей - контрольную группу - чтобы временно убрать опылителей. В период цветения (период от четырех до пяти недель) ученые прогуливались по рядам в течение определенного периода времени, подсчитывая и идентифицируя виды пчел, которые присутствовали - они находили пять различных групп: медоносные пчелы, шмели, юго-восточные пчелы черники, пчелы плотника и маленькие местные пчелы.
Затем они регулярно выставляли клетки-опылители в клетках опылителям одним из трех способов: они открывали клетку и позволяли любым присутствующим опылителям посещать ее в течение определенного периода времени (открытое опыление), они подвергали ветвь только одному виду пчел. чтобы проверить эффективность этой пчелы для каждого посещения (опыление за одно посещение), или они просто держат ветку накрытым, проверяя, сколько опыления может произойти из-за опыления отдельных цветов куста (закрытое опыление).
Медоносная пчела опыляет цветение черники в Арканзасе. (© Билл Барксдейл / AgStock Images / Corbis) Через пятьдесят дней после периода цветения ученые вернулись на фермы и собрали чернику, полученную в результате экспериментов с открытым опылением, однократным или закрытым опылением. Поскольку группа изучала влияние увеличения биоразнообразия на урожайность, они специально рассматривали результаты открытого опыления в периоды, когда они подсчитывали количество видов пчел на конкретной ферме.
«Если бы у нас было большее количество диких пчел, большее количество этих функциональных групп, мы бы увидели увеличение примерно на 3, 66 семян на ягоду», - объясняет Баррак. «И что самое замечательное в чернике, так это то, что количество семян напрямую связано с размером ягод, поэтому мы можем связать это с чем-то экономически значимым для производителей». Другими словами, большее опыление пчелами разных типов приводит к тому, что ягоды производят больше семян, что в итоге приводит к получению более толстых и более тяжелых ягод.
Используя цену, установленную фермерами за фунт за их чернику, авторы обнаружили, что, если два разных вида пчел опыляют чернику, ферма получит урожай в 311 долларов за акр; для трех видов пчел это будет 622 доллара; на четверых, 933 доллара и так далее. Поскольку ученые наблюдали только пять отдельных видов, они не могут спекулировать на влиянии биоразнообразия, превышающем пять, - но они предполагают, что в конечном итоге отношения станут плоскими (и добавленные виды больше не будут означать более крупные ягоды), но они этого не достигли порог естественно в кабинете. В общей сложности Баррак и ее коллеги подсчитали, что для каждого дополнительного сорта индустрия черники в Северной Каролине может ожидать увеличения урожая на 1, 4 миллиона долларов.
«Мы могли бы придать экономическую ценность потенциальной ценности, связанной с этими местными пчелами, что действительно полезно, потому что следующий шаг, который мы хотим рассмотреть, - это то, как вы можете улучшить разнообразие», - говорит Баррак. «Для коммерческого производителя одним из важных соображений для них будет то, компенсируются ли методы, которые они могут сделать для улучшения разнообразия, увеличением стоимости урожая».
Итак, почему разнообразная группа пчел создает лучшие зерновые культуры? Здесь есть пара факторов. Во-первых, «Цветок восприимчив к оплодотворению в течение 1-2 дней (в отличие от человеческих яиц), поэтому он не останавливает образование новых семян при посещении одной пчелой. Это означает, что несколько пчел способствуют опылению одного плода», - говорит Буррак. заметки.
Но почему несколько пчел одного и того же вида (например, плоды с веток, прошедших скрининг на однодневное опыление) не способствуют образованию ягод в виде жира, как те, что получены в результате открытого опыления? Авторы предполагают, что разные виды процветают в разных погодных условиях - например, медоносные пчелы лучше всего действуют в спокойные, теплые и солнечные дни, тогда как юго-восточная черничная пчела может работать в ненастную погоду. В Северной Каролине, где погода в период цветения невероятно изменчива, она помогает разнообразить пчел, чтобы всегда можно было опылять, идти дождь или светить. Ученые также предполагают, что погода, возможно, не единственное, что влияет на пчел - двигаясь вперед, они хотят проверить, могут ли методы ведения сельского хозяйства по-разному влиять на разные виды пчел.
Поскольку изменение климата влияет на погодные условия и повышает вероятность экстремальных погодных явлений, разнообразие пчел, которые могут работать в различных погодных условиях при различных системах земледелия, может стать огромным стимулом для фермеров. Добавление большего количества местных и диких пчел в сельское хозяйство может принести большую финансовую выгоду, но это нелегкий переход. Например, аборигенные популяции диких пчел также сокращаются - анализ, проведенный Обществом Ксерсес, некоммерческой организацией, занимающейся сохранением диких беспозвоночных, показывает, что 30 процентам шмелей в Америке угрожает вымирание. С родными дикими пчелами также сложнее управлять, и методы, которые могут способствовать их выживанию, такие как посадка не кормящейся среды обитания, не тратят драгоценную землю и время.
Но, как показывает исследование NCSU, у фермеров может быть экономическая причина инвестировать в биоразнообразие. Более того, более разнообразная группа опылителей - это более устойчивая группа против нарушений человека и природы, поэтому увеличение биоразнообразия опылителей может принести пользу не только фермерам в краткосрочной перспективе за счет повышения урожайности, но и в долгосрочной перспективе за счет защиты от сельскохозяйственные нарушения, вызванные погодой, землепользованием или болезнями.
«Разные пчелы делают разные вещи», - объясняет Баррак. «Разнообразное пчелиное сообщество, возможно, несколькими способами, более устойчиво, чем сообщество, в котором доминирует какой-либо один вид».
