O bakteriach w nektarze, cieple i trzmielach

Zdjęcie: Freepik. 

Gdy myślimy o wartości żywieniowej nektaru, od razu przychodzą nam do głowy cukry. Tymczasem w słodkiej wydzielinie kwiatu żyją też bakterie i drożdże, które wpływają na preferencje pokarmowe zapylaczy.

Dynamiczne i złożone zależności między rośliną, zapylaczem i mikrobami pod wpływem zmian klimatu już się zmieniają i będą się zmieniać nadal, ponieważ każdy z wymienionych uczestników tego układu ma swoje optymalne temperatury rozwoju, które już są inne niż jeszcze dwadzieścia lat temu.

Nagły wzrost globalnych temperatur zmieni wiele procesów ekologicznych. Tutaj przypominamy, że ekologia to nauka o zależnościach między gatunkami. Globalne ocieplenie wywołane działalnością człowieka w ostatnim stuleciu spowodowało wzrost temperatury o 0,85°C na Ziemi. Modele oceniają, że pod koniec tego wieku średnia temperatura podniesie się o kolejne 1,5°C. Szesnaście z siedemnastu najgorętszych lat w ostatnich 138 latach prowadzenia pomiarów, było w latach dwutysięcznych, a 2016 i 2020 były rekordowe. Przewiduje się, że w wyniku tych zmian ekstremalne zjawiska pogodowe (m.in. fale upałów i susze) staną się coraz częstsze.

Czytaj także: Grzyb, który dręczy dręcza

Większość mikroorganizmów ma swoje optymalne temperatury rozwoju. Jeżeli globalna temperatura wzrośnie, to wiele zależności między organizmami zostanie zaburzonych. Do tej pory w badaniach raczej skupiano się na roślinach i nie brano pod uwagę zależności między roślinami, bakteriami i zapylaczami. A to ważne. W nektarze żyją drożdże i bakterie, które zmieniają proporcje i koncentracje cukrów, a także uwalniają do niego substancje organiczne, które zmieniają preferencje pokarmowe zapylaczy. Chociaż grzyby i bakterie mogą zmniejszyć ogólną zawartość cukrów w nektarze, to pszczoły wybierają często wydzieliny zasiedlone przez konkretne mikroorganizmy. Te preferencje pokarmowe zależą też od gatunku zapylacza, szczepów bakterii obecnych w nektarze, a także od samych zapachowych i smakowych sygnałów produkowanych przez kwiat. Wydawałoby się, że takie niewielkie zmiany w nektarze nie mają wpływu na zapylacze – jednak jest wręcz przeciwnie.

By zrozumieć, jak ocieplenie klimatu wpływa na mikroorganizmy, naukowcy inkubowali szczepy i gatunki naturalnie żyjące w nektarze, w 27°C (wiosenne temperatury w Riverside, Kalifornia) i przewidywanej ciepłocie 32°C, która ma na danym terenie i porze roku utrzymywać się po zmianie klimatu. Inkubacja trwała trzy dni, czyli tyle, ile najdłużej nektar może „leżeć” w kwiecie kapusty właściwej (Brassica rapa), którą wybrano do eksperymentu. Zanotowano zmiany w składzie nektaru, np. w „cieplejszym” było więcej fruktozy a także bakterii, głównie Fructobacillus. Naukowcy sprawdzali też preferencje żyjącego w Ameryce Północnej trzmiela Bombus impatiens. Okazało się, że trzmiele preferowały nektar inkubowany w niższych temperaturach.

Czytaj także: Ule, które wykrywają fale uderzeniowe

Naukowcy stwierdzili, że zmiany klimatu wpłyną na zależności w układzie kwiat–bakterie–zapylacze. I chociaż trudno się nie zgodzić, że konsekwencje globalnego ocieplenia dla przyrody i dla nas na pewno będą ogromne, możemy się zastanawiać, czy ten eksperyment  był dostatecznie precyzyjny, by wysnuwać z niego dalece idące wnioski. W przytoczonym badaniu presji zostały poddane tylko bakterie i roztwór cukrowy, a pominięto wpływ temperatury na konkretny gatunek trzmiela. Nie wiemy, czy owady (a także same bakterie) nie dostosowałyby się do zmian w przeciągu kilkudziesięciu lat postępującego globalnego ocieplenia. W tym momencie jedynie podano współczesnym owadom nektar, który może (ale nie musi) pojawić się na przełomie wieków.

Źródło: Russell, K.A., McFrederick, Q.S. Elevated Temperature May Affect Nectar Microbes, Nectar Sugars, and Bumble Bee Foraging Preference. Microb Ecol (2021).