Czy pszczoła przetrwa ocieplenie klimatu?

Większość osób urodzonych przed 1990 r. pamięta, że jeszcze przed 20–30 laty zimy były zdecydowanie sroższe, a takie jak w ostatnich sezonach, charakteryzujące się aurą typowo jesienną, należały do rzadkości. Po tym tylko sądząc, ocieplenie klimatu na naszej planecie jest już faktem bezspornym.
Sytuacja ta niepokoi klimatologów, ekologów, biologów, przedstawicieli nauk marynistycznych, a także część polityków i zwykłych ludzi. Również pszczelarze niekiedy zadają mi pytania: A co się stanie z naszymi pszczołami?
Czy w zmienionych warunkach klimatycznych pszczoły przetrwają? Początkowo zbywałem je lakonicznym stwierdzeniem, że przecież współcześnie pszczoły żyją w tropikach i żadna krzywda im się nie dzieje. Ponieważ jednak te kwestie ciągle powracały, postanowiłem zająć się bliżej tym zagadnieniem, które od strony naukowej jest wręcz fascynujące.

Jak dotąd ludzkość w okresie rozwoju cywilizacji nie zetknęła się z problemem zmiany klimatu na skalę globalną, dlatego odpowiedź na wymienione we wstępie pytania jest trudna. Należy dodać jeszcze to, iż za obecne ocieplenie atmosfery obciąża się człowieka, a właściwie jego różnoraką działalność zwiększającą zasoby gazów cieplarnianych w atmosferze.

fot. Pixabay, WikiImages

Zaskakująca jest obecna prędkość ocieplania się naszej planety. W poprzednich okresach ocieplenia Ziemi – np. podczas jej wychodzenia z epoki lodowej – proces podnoszenia się średniej temperatury rocznej o 4–5°C aż do osiągnięcia maksimum termicznego trwał ok. 10 000 lat, a teraz przewiduje się podobny wzrost temperatury w ciągu 100 lat [Miklaszewski, 2017]!

Nie rozwijam tego tematu, ponieważ dostępnych opracowań naukowych i przeróżnych doniesień na temat współczesnego ocieplania klimatu na naszej planecie jest tak dużo, że nie ma sensu przytaczać ich w tym miejscu. Jednak co się stanie z naszymi pszczołami?

Nie mam innego sposobu udzielenia odpowiedzi na postawione wyżej pytanie, jak poprzez szukanie analogii do innych epok geologicznych, podczas których nastąpiło znaczne ocieplenie Ziemi. Mam na myśli okres przejścia paleoceńsko-eoceńskiego, kiedy to wystąpiło maksimum wzrostu temperatury na całej planecie, nazywane w skrócie PETM^*.

Rzecz działa się ok. 56 mln lat temu; z bliżej nieokreślonego powodu (jest wiele teorii) do atmosfery dostały się ogromne ilości węgla, który spowodował znaczne podniesienie temperatury, a to z kolei było przyczyną roztopienia bagien paleoceńskich, gdzie znajdowały się duże zasoby metanu (CH₄).

W temperaturze ujemnej metan w wodzie tworzy tzw. klatraty metanu, podobnego do lodu związku. Buduje on rodzaj klatki złożonej z pojedynczej cząsteczki CH₄ otoczonej cząsteczkami wody. W temperaturze dodatniej związek ten jest nietrwały i metan ulatnia się do atmosfery, ogrzewając Ziemię 20 razy efektywniej niż CO₂.

Ma długotrwały wpływ, bo cząsteczka metanu w atmosferze „żyje” 10–15 lat, a następnie utlenia się do dwutlenku węgla i nadal ogrzewa – tyle tylko, że dużo słabiej [Zachos, 2011].

Jak oceniają uczeni, wówczas w atmosferze znalazło się 5 bilionów ton węgla, czyli tak dużo, jak ze spalenia wszystkich zasobów ropy naftowej, węgla i gazu ziemnego obecnie znajdujących się na Ziemi [Zachos, 2011, Pagani i in. 2006, Carozza i In. 2011].

Szacunkowe dane określają obecny poziom metanu uwięzionego w wiecznej zmarzlinie Arktyki bliski 2 bilionom ton [Miklaszewski, 2017] i jeżeli proces tajania zamarzniętych bagien zintensyfikuje się, to w relatywnie krótkim czasie będziemy mieli nasze własne „maksimum termiczne” na Ziemi.

Zatem jak PETM przeżyły pszczoły? Wiemy, że najstarsze archeologiczne znalezisko pszczoły miodnej pochodzi sprzed ok. 100 mln lat (Birma), zatem z całą pewnością przetrwały paleoceńsko-eoceńskie maksimum termiczne. Lecz naprzód musimy sobie wyobrazić, jak wówczas wyglądała Ziemia.

Poziom wód morskich sięgał ok. 70 m wyżej w stosunku do obecnego, zatem lądów było znacznie mniej, a wszystkie płyty kontynentalne były ze sobą złączone (obie Ameryki i Euroazja z przesmykiem w okolicy obecnej Cieśniny Beringa), co umożliwiało ucieczkę zwierząt niezbyt ciepłolubnych w okolice podbiegunowe.

Średnie temperatury roczne były wyższe o 5–6°C niż obecnie. W związku z tym na całym globie było ciepło, a w okolicach równika – gorąco i mokro. Jednak nie nastąpiło masowe wymieranie roślin i zwierząt, wręcz przeciwnie – nastąpiła eksplozja życia.

Stwierdzono to na podstawie skamieniałości z tego okresu odnalezionych w Basenie Bighorn w stanie Wyoming [Zachos, 2011; tiny.pl/g38g1].

Ciekawostką jest sposób ukształtowania się górotworu w Bighorn. Otóż z jednej strony górotwór mocno się „trzymał” podłoża i był wypiętrzany słabo. Kilka kilometrów dalej proces wypiętrzania przebiegał bardzo szybko, odsłaniając poszczególne warstwy z epok geologicznych, w tym i naszą z okresu paleoceńsko-eoceńskiego.

W ogromnym uproszczeniu zjawisko to przypomina wałek zaschniętego ciasta francuskiego. Kiedy gospodyni próbuje go oderwać od stolnicy, jeden koniec mocno trzyma, a drugi, wyginając się ku górze, złuszcza mnóstwo płatków, które w końcu odsłaniają farsz.

Tak się stało w Basenie Bighorn i paleontologom bardzo łatwo jest poszukiwać tam skamieniałości sprzed 56 mln lat [tiny.pl/g38g1]. Zdaniem Scotta Winga okres PETM stanowił krótką przerwę w rozwoju żywych form, podczas której „świat oszalał” [Zachos, 2011; tiny.pl/g38g1].

To w tej epoce powstały setki i tysiące nowych gatunków roślin i zwierząt, na czele z przodkami człowieka, koniowatymi (wielkości kota!) i innymi parzystokopytnymi.

Bardzo ciekawe spostrzeżenia podali amerykańscy uczeni, którzy przeprowadzili badania na pyłkach zgromadzonych nawłoci w herbarium Muzeum Historii Naturalnej w Waszyngtonie.

Zbiory tych roślin są gromadzone nieprzerwanie od 1842 r. i stanowiły materiał porównawczy aż do roku 2014. Do badań wzięto próbki pyłku, który analizowano pod kątem zawartości białka. Znaleziono zależność między stężeniem CO₂ w atmosferze a procentową zawartością białka w pyłku tych roślin [Palmer 2016].

Stężenie CO₂ w atmosferze wzrosło z 280 do 400 ppm, co spowodowało dużo łatwiejszą dostępność tego gazu dla roślin.

Porównano wyniki badań z połowy XIX w. z wynikami z 2014 r. i wykryto wyraźną ujemną zależność, tzn. im większe stężenie CO₂ w atmosferze, tym niższa zawartość białka w pyłku nawłoci. Przeprowadzono również eksperyment terenowy, uprawiając rośliny nawłoci w różnych stężeniach CO₂ [Palmer 2016].

Wyniki tego eksperymentu potwierdziły wyniki badań pyłku pobranego z roślin nawłoci w herbarium Muzeum (wykres poniżej).

W związku z tym badacze doszli do wniosku, że wzrost CO₂ zwiększa w organizmach ilość węglowodanów kosztem mniejszej produkcji białka. Pszczoły mogą pobierać tę samą ilość pyłku niezależnie od zawartości białka, co prowadzi do pewnego rodzaju głodu białkowego, który z kolei wpływa na ich zmniejszoną odporność na patogenne czynniki zewnętrzne.

Według prof. Davida Hawthorna efekt słabszego odżywienia sam w sobie nie spowodowałby obserwowanego wymierania pszczelich rodzin, ale osłabia owady, wystawione na wiele zagrażających im czynników. To jak śmierć od tysiąca ciosów.

Biorąc pod uwagę wszystkie czynniki stresowe dla pszczół miodnych, żywność niższej jakości może stać się kroplą przepełniającą czarę wytrzymałości tych owadów na negatywne czynniki zewnętrzne [Palmer 2016].

Równocześnie zwiększone „nawożenie” dwutlenkiem węgla roślin, obok ciepła i dużych zasobów wody w okresie paleoceńsko-eoceńskiego maksimum termicznego, wyjaśnia tak niesłychany rozwój królestwa roślin, a w ślad za nim – powstania nowych gatunków w królestwie zwierząt.

Ponieważ pszczoły przerabiały już ocieplenie w PETM, a wraz z nim zapewne pogorszenie dostępności do bogatych źródeł białka, to jestem przekonany, że i w przyszłości poradzą sobie z tym problemem.

Były wówczas szczególnie korzystne warunki dla rozwoju owadów, ponieważ pożywienia miały one w bród. Oczywiście, najmniej przystosowane do wyższych temperatur gatunki roślin i zwierząt wyginęły, ale powtórzmy to jeszcze raz: nie było to masowe wymieranie, jakie zdarzyło się 8 milionów lat wcześniej.

Prawdopodobnie i pszczoły miodne doskonale odnalazły się w nowych warunkach, bowiem bujnie rozwijająca się roślinność kwiatowa dostarczała dużo pokarmu. Być może wówczas pszczoła miodna nauczyła się schładzać swoje gniazda przy pomocy wody, jak to obserwujemy współcześnie w ciepłych krajach.

Na plastrach z czerwiem pszczoły utrzymują stałą temperaturę +35°C – tylko jak to zrobić, kiedy temperatura powietrza wynosi +40°C lub wyżej? Przecież wtłaczanie do ula gorącego powietrza mogłoby przynieść efekt odwrotny od zamierzonego.

Rzecz jasna w takiej sytuacji nadmiar pszczół wylega na pomost i na przednią ścianę ula, natomiast część robotnic przynosi wodę i zrasza nią ramki. Woda pobiera z zewnątrz ciepło i odparowuje – w ten prosty sposób jest utrzymywana wymagana temperatura wewnątrz ula.

Więc jak pszczoły poradzą sobie z ociepleniem klimatu na Ziemi? Odpowiedź jest jednoznaczna: powinny sobie poradzić z tym problemem zdecydowanie łatwiej niż człowiek i na pewno przeżyją ten trudny okres.

Jednak pszczelarzy interesuje nie tylko przetrwanie pszczół jako gatunku, lecz czy nasi potomkowie będą mogli nadal być pasiecznikami. Odpowiedź jest stosunkowo prosta: jeżeli na naszych ziemiach w wyniku ocieplenia roczna temperatura podniesie się średnio o +5°C (tak jak jest teraz w Egipcie) i będzie klimat wilgotny, to warunki pozyskiwania wysokich zbiorów miodu mogą tylko poprawić się w porównaniu do dnia dzisiejszego.

Jeżeli spojrzymy na dzieje Sahary w ostatnich 100 tys. lat, to „zmiany klimatu przychodziły i odchodziły, jakby ktoś włączał i wyłączał niewidzialny pstryczek”, jak pisał Charles Bowden. Zakończenie ostatniego wilgotnego okresu Sahary miało miejsce ok. 5000 lat temu.

Te stosunkowo częste przeobrażenia klimatu Sahara zawdzięcza zmieniającej się co jakiś czas róży wiatrów: przez długie okresy wieją tam suche kontynentalne wiatry wysuszające wszystko, kiedy indziej wiatry atlantyckie napędzają masy wilgotnego powietrza, wówczas padają ożywcze deszcze, napełniają się zbiorniki i płyną rzeki.

W przyszłości takiego scenariusza nie należy wykluczyć dla Polski. Dlatego nie można przewidzieć, jakie będzie pszczelarstwo, kiedy obecne ocieplenie osiągnie swoje maksimum termiczne.

Skoro mowa o katastrofach, to interesujące jest inne pytanie: jak pszczoły przeżyją utratę gleb na większości powierzchni lądów wziętych przez człowieka pod uprawy rolne?

W chwili obecnej ⅔ krajowych zbiorów miodu pochodzi z pracy pszczół na plantacjach wielu gatunków roślin rolniczo-uprawnych. Tak więc sygnalizowana na wszystkich konferencjach naukowych i w tysiącach artykułów problematyka erozji gleb wziętych w użytkowanie rolne jest dla pszczelarzy szczególnie ważna.

Gleboznawcy są zgodni, że nieracjonalne gospodarowanie glebami przez człowieka doprowadzi do tak silnej ich degradacji, że większość z nich najpóźniej w ciągu stu lat zaniknie [Palmer 2016, ]. Rzecz jasna największym problemem jest erozja gleb, która za sprawą nieumiejętnej uprawy przez człowieka w minionych 2–3 dziesięcioleciach uległa znaczącemu nasileniu, o czym świadczy informacja, że od początku obecnego stulecia średnio na całym świecie ubyło 17 cm warstwy gleby!

Natomiast procesy tworzenia gleb są bardzo powolne i przyroda potrzebuje co najmniej 100 lat na stworzenie warstwy gleby o miąższości 1 cm. Niektórzy naukowcy podają, że w ostatnich 40 latach Ziemia straciła ⅓ wszystkich swoich gleb [Milman 2015].

Pomimo bardzo szerokiej wiedzy na temat możliwości przeciwdziałania erozji, jaką posiadają uczeni-gleboznawcy, procesy degradacji gleb nasilają się na całym świecie [tiny.pl/g3871].

W tym miejscu pragnę przybliżyć czytelnikom „Pasieki” dwa obrazy erozji gleb na świecie, które obserwowałem. Kiedy byłem na przedgórzu Andów w Amazonii, to w pobliskich górach widziałem, jak na wręcz nieprawdopodobnych stromiznach są uprawiane rośliny (kukurydza i juka), a w innych miejscach są wypalane lasy pierwotne po to, aby tamtejsi rolnicy mogli uprawiać swoje poletka lub wypasać bydło.

Potem, w czasie nawalnych deszczy tropikalnych, niektóre góry „ożywają” i zsuwają się całe połacie owych pól, tworząc groźne lawiny błotne. Zabrakło lasu stabilizującego glebę na stromym zboczu. Nie potępiam tych ludzi, bo muszą brać pod uprawę wszystko, co się tylko da, aby przeżyć.

Natomiast dziwię się władzom kraju, że nie uczą tworzenia tarasów rolnych, które były znane już kulturom preinkaskim, co jest bardzo dobrze widoczne w Cusco albo w okolicach Arequipy. Z pewnością na takie działania rządy państw południowoamerykańskich otrzymałyby dofinansowanie z Banku Światowego lub z Międzynarodowego Funduszu Walutowego.

Również w Polsce rolnicy walnie przykładają się do erozji gleb. Otóż po wejściu Polski do Unii Europejskiej w maju 2004 r. dzięki dotacjom wieś polska dokonała prawdziwego skoku cywilizacyjnego. Na polach widzimy duże klimatyzowane traktory wraz z zestawami nowoczesnych maszyn.

Najczęściej moc posiadanych maszyn znacznie przekracza zapotrzebowanie na wykonanie określonych prac polowych na posiadanej ziemi. Co wówczas robi nasz rolnik? Przed zasiewem danej rośliny uprawia wierzchnią warstwę gleby tak drobiazgowo, że wręcz ją całkowicie rozpyla, tym samym zwiększając skutki erozji wietrznej i wodnej.

Rolnicy walnie przyczyniają się do erozji gleb. fot. Pixabay, Chris_LeBoutillier

Drugą rzeczą charakterystyczną, którą widzimy na obszarach wiejskich, jest zaorywanie pastwisk i łąk kośnych na zboczach o stosunkowo dużym nachyleniu. Kiedyś uznawano taki grunt jako nienadający się do uprawy płużnej i przeznaczano go na trwałe użytki zielone.

Dzisiaj potężne traktory bez trudu pokonują stromizny i użytki zielone są zamieniane na grunty orne. Wiadomo, co wówczas ulewne deszcze na tych zboczach robią.

Na tak nieracjonalnie prowadzoną gospodarkę glebami nakłada się ocieplenie klimatu. Już teraz stosunkowo niewielkie ocieplenie (średnia roczna wyższa o niecały 1°C niż 100 lat temu) [Hillel, 2005], powoduje ogromne nagromadzenie energii w atmosferze, która znajduje swoje ujście w obserwowanych wichurach i burzach w Europie, a na wschodnim wybrzeżu Meksyku i Stanów Zjednoczonych w znacznie silniejszych cyklonach wdzierających w głąb lądu.

Zjawiska te będą tylko nasilały degradację gleb wziętych pod uprawę płużną. Przy tym warto pamiętać o tym, że 95% żywności produkowanej na świecie człowiek zawdzięcza glebom. Powraca pytanie: a co się stanie z pszczołami po zniszczeniu gleb? Nic.

Gatunek przetrwa, bo zawsze gdzieś będą połacie roślin pożytkowych. Natomiast mizerny stanie się los pszczelarstwa, które przy braku w uprawach polowych kilkudziesięciu gatunków roślin entomofilnych po prostu zamrze.

Wybrzeża nawiedzają coraz silniejsze cyklony. fot. Pixabay, Free-Photos

Narzuca się jedno stwierdzenie: pszczołom niestraszne jest ocieplenie naszej planety, niestraszna jest nawet utrata gleb na całej Ziemi – tak naprawdę straszne są poczynania człowieka w ramach chemizacji rolnictwa. Na działanie opisanych w innych artykułach związków chemicznych pszczoły nie są w żaden sposób przygotowane i w zderzeniu z nimi po prostu giną.

Zresztą żaden organizm – włącznie z człowiekiem – nie jest na to przygotowany, dlatego stosując chemiczne środki ochrony roślin na działce, na polu i gdziekolwiek indziej, musimy mieć oczy dookoła głowy i myśleć nie tylko o korzyściach doraźnych, lecz również o skutkach długofalowych po zastosowaniu danego środka chemicznego.

Jest też inne zagrożenie. Na wskutek niefrasobliwości i arogancji pszczelarzy w stosunku do przewożenia żywych pszczół przez granice państw bardzo groźna choroba pasożytnicza, warroza, została rozwleczona prawie po całym świecie.

Pasożyt ten jest właściwym pasożytem azjatyckiej pszczoły miodnej (Apis cerana) i jako gatunek obcy w stosunku do pszczoły miodnej (Apis mellifera) bezwzględnie ją niszczy. W związku z tym nie mamy obecnie zdziczałych rodzin tej pszczoły w Europie i w Ameryce Północnej.

Inaczej mówiąc, bez pomocy człowieka gatunek ten już teraz skazany jest na zagładę, niezależnie od nieznanych nam warunków w ocieplonym klimacie. Wyjątkiem są zafrykanizowane pszczoły miodne^**, które nauczyły się żyć z warrozą, utrzymując populację tego pasożyta poniżej progu szkodliwości dla rodziny.

Dlatego jeżeli pszczelarze pozostawią własnemu losowi pszczołę miodną, to gatunek ten wyginie. Ale stanie się to przede wszystkim w wyniku czyhających na nią zagrożeń wywołanych przez człowieka – a nie za sprawą zmian klimatu.

Dr inż. Maciej Winiarski
Konsultacja naukowa w kwestiach związanych ze zmianami klimatu Ziemi: dr Aleksandra Kardaś, fizyczka atmosfery,
współautorka strony Nauka o klimacie i książki pod tym samym tytułem.

Zamów prenumeratę czasopisma "Pasieka"