Dzikie pszczoły są coraz mniejsze przez zmiany klimatu

Dzikie pszczoły są coraz mniejsze przez zmiany klimatu

Dzikie pszczoły stają się coraz mniejsze. Zjawisko to, choć nie jest nowością w świecie nauki (tzw. reguła Bergmanna oraz TSR – ang. temperature size rule, wskaźnik zależności wielkości ciała od temperatury), to zyskuje na znaczeniu w kontekście globalnych zmian klimatycznych.

Czym jest reguła Bergmanna i TSR?

Reguła Bergmanna to jedna z najbardziej znanych reguł w biologii, mówiąca o tym, że u zwierząt stałocieplnych osobniki z chłodniejszych klimatów są z reguły większe, a z cieplejszych – mniejsze. Większe ciało lepiej utrzymuje ciepło, co jest korzystne na mroźnych terenach, podczas gdy mniejsze ciało lepiej oddaje ciepło, co jest kluczowe w gorącym klimacie.

Wskaźnik zależności wielkości ciała od temperatury (TSR) dotyczy zaś organizmów zmiennocieplnych (jak owady), przewidując odwrotną zależność między wielkością ciała a temperaturą panującą w okresie rozwoju. Mimo wyższych temperatur powodujących szybszy wzrost zwierzęta osiągają mniejsze wymiary końcowe. Regułę tę określa się jako „szeroko udokumentowany i słabo poznany wzorzec” (Herrera et al., 2023).

Zjawisko zmniejszenia ciał obserwuje się u coraz większej liczby gatunków na wielu kontynentach i wydaje się dotyczyć zarówno zwierząt stałocieplnych, jak i zmiennocieplnych, zarówno w środowisku lądowym, jak i wodnym (Gardner et al., 2011).

Dlaczego wzrost średnich temperatur prowadzi do zmniejszania ciał pszczół?

Zależność między temperaturą a wielkością ciała jest dobrze udokumentowana. U owadów, w tym u pszczół, wielkość ciała jest silnie związana z warunkami, w jakich rozwijają się larwy (Chole et al., 2019). Wielkość dorosłego owada, a co za tym idzie najczęściej także ich ostateczna masa, zależy głównie od ilości i jakości pożywienia, które otrzymał na wcześniejszych etapach życia, ale istotne są także warunki cieplne. Larwy rozwijające się w wyższych temperaturach szybciej osiągają stadium poczwarki, ale mają mniejszą masę. Dzieje się tak, ponieważ larwy pszczół nie pobierają pokarmu po osiągnięciu ostatniego stadium rozwoju (czyli na etapie poczwarki). Ponadto ocieplenie klimatu może wpływać na dostępność i jakość nektaru oraz pyłku. Kwitnienie roślin może być przyspieszone, a jego termin rozmijać się z aktywnością pszczół. Oczywiście mniejsza ilość pożywienia lub (i) jego gorsza jakość także przekłada się na mniejsze rozmiary pszczół.

Wyniki badań

W jednym z badań (Herrera et al., 2023) naukowcy przez ponad trzy dekady (1990–2023) monitorowali pszczoły samotnice w chronionym rezerwacie przyrody, który nie doświadczał zakłóceń w postaci urbanizacji czy zmian w użytkowaniu terenu. Odkryli, że w tym okresie, kiedy średnia dzienna maksymalna temperatura rosła o około 0,069°C rocznie, średnia masa ciała pszczół spadła o około 0,7% rocznie (~20 mg na osobnika od 1990 do 2023 roku).

Co ciekawe, ten trend był najbardziej widoczny u gatunków o dużych ciałach, gdzie redukcja masy była proporcjonalnie największa. Na przykład, u największych gatunków spadek wynosił aż o 0,9% rocznie.

Badania wykazały również, że tempo spadku było większe u pszczół gniazdujących w dziuplach niż u tych, które gniazdują w ziemi. Jest to logiczne, ponieważ gniazda podziemne są lepiej izolowane od wahań temperatury. Większość gatunków pszczół na świecie żyje samotnie i zazwyczaj ma ograniczoną zdolność do aktywnej regulacji środowiska gniazda. Pszczoły miodne mają większe możliwości w zakresie regulacji temperatury, jednak zmiany klimatu także ich dotyczą. Choć wspomniane badania skupiały się na pszczołach dziko żyjących, to być może podobne zjawisko może zachodzić w przypadku pszczół miodnych. Wymaga to dalszych badań.

Podobne zależności zaobserwowano już wcześniej, z tym że wyizolowanie mechanizmów, które leżą u podstaw historycznej redukcji wielkości ciała organizmów, było bardzo trudnym zadaniem. Debata w tej kwestii koncentrowała się na pytaniu, czy zmiany te są ewolucyjną odpowiedzią genetyczną na ocieplenie klimatu, czy też stanowią przejaw plastyczności fenotypowej*, będącej reakcją na temperaturę lub inne, towarzyszące jej zmiany środowiskowe (Gardner et al., 2011).

*Plastyczność fenotypowa to zdolność jednego genotypu (czyli zestawu genów organizmu) do wytwarzania różnych fenotypów (widocznych cech organizmu) w odpowiedzi na zmiany w środowisku. Na przykład ta sama roślina może wykształcić większe liście w zacienionym miejscu, aby zmaksymalizować pochłanianie światła, a mniejsze i grubsze liście w miejscu nasłonecznionym, aby zredukować utratę wody, a larwy wielu owadów osiągają mniejszy rozmiar ciała w wyższych temperaturach, co jest bezpośrednią reakcją na warunki termiczne w okresie rozwoju.

Konsekwencje dla zapylania

Wielkość ciała pszczoły ma kluczowe znaczenie dla efektywności zapylania. Większe pszczoły:
• Mają większy zasięg żerowania, co pozwala im odwiedzać więcej kwiatów.
• Przenoszą więcej pyłku.
• Są efektywniejsze w zapylaniu roślin o dużych kwiatach.
Skoro największe pszczoły „kurczą się” najszybciej, możemy przewidywać, że proces zapylania wielu roślin, które są od nich zależne, będzie ulegał pogorszeniu. Może to prowadzić do zmian w ekosystemach i, co jest szczególnie istotne, w rolnictwie.

Wnioski i refleksja

Kurczenie się pszczół to kolejny dowód na to, jak poważne konsekwencje dla przyrody ma ocieplenie klimatu. Jako pszczelarze jesteśmy na pierwszej linii obserwacji tych zmian. Dbając o kondycję naszych rodzin, możemy też szukać sposobów na wspieranie dzikich zapylaczy, na przykład poprzez siew roślin miododajnych dostosowanych do lokalnego klimatu i warunków glebowych.

Zmiana klimatu wpływa na wszystko, od mikroskopijnych organizmów po całe ekosystemy. Badania takie jak to z 2023 r. dają nam cenne narzędzia do zrozumienia problemu i podjęcia odpowiednich działań.

Oprac. Teresa Kobiałka

Źródła:

Chole, H., Woodard, S. H., & Bloch, G. (2019). Body size variation in bees: regulation, mechanisms, and relationship to social organization. Current Opinion in Insect Science, 35, 77–87. https://doi.org/10.1016/j.cois.2019.07.006

Herrera, C. M., Núñez, A., Valverde, J., & Alonso, C. (2023). Body mass decline in a Mediterranean community of solitary bees supports the size shrinking effect of climatic warming. Ecology. https://doi.org/10.1002/ecy.4128

Gardner, J. L., Peters, A., Kearney, M. R., Joseph, L., & Heinsohn, R. (2011). Declining body size: a third universal response to warming? Trends in Ecology & Evolution, 26(6), 285–291. https://doi.org/10.1016/j.tree.2011.03.005

Zamów prenumeratę czasopisma "Pasieka"