Maciej Bryś

Pszczoły jako naturalne biofiltry

Pszczoła miodna pełni kluczową funkcję w środowisku naturalnym. Najważniejszym jej zadaniem jest zapylanie roślin owadopylnych, co przyczynia się do zawiązania owoców i wydania nasion. W dzisiejszych czasach człowiek doskonale zna biologię i ekologię pszczoły miodnej, i dzięki temu jest w stanie wykorzystać te owady zapylające nie tylko do pozyskiwania produktów pszczelich, ale i do monitorowania stanu skażenia środowiska metalami ciężkimi i pestycydami. Boindykacja jest metodą oceny stanu środowiska za pomocą żywych organizmów. Do bioindykatorów zalicza się zwierzęta, rośliny, grzyby, a nawet całe ekosystemy.

Fot. Maciej Bryś

W Polsce i na całym świecie rośnie ilość zagrożeń, na które narażona jest pszczoła miodna, np. choroby i patogeny oraz wszelkie zanieczyszczenia środowiska naturalnego, np. metalami ciężkimi, które mogą pochodzić zarówno ze źródeł naturalnych, jak i antropogenicznych. Do źródeł naturalnych zalicza się wietrzenie skał, wybuchy wulkanów, czy procesy powstawania gleb [Sitarz-Palczak i in., 2015]. Człowiek przyczynia się do zanieczyszczania środowiska metalami ciężkimi, zużywając paliwa płynne i stałe, rozwijając przemysł metalurgiczny itp. W XXI w. obserwuje się dynamiczny rozwój motoryzacji, wcześniej nastąpiła też chemizacja rolnictwa, dostawanie się do gleby odpadów przemysłowych i komunalnych, co spowodowało swobodne przenikanie kurzu, a z nim licznych nieczystości do gleby oraz bezpośrednio do nektaru i pyłku kwitowego [Madras-Majewska, 2014; Kisała i Dżugan, 2009; Spodniewska i Romaniuk, 2007]. Emitowane zanieczyszczenia unoszą się w powietrzu, po czym samoistnie lub z opadami odkładają się w glebie, roślinach i zwierzętach. Ponadto pszczoły narażone są na różnego rodzaju substancje szkodliwe, które wnikają do ich organizmów z pobieranym pokarmem, wodą i wdychanym powietrzem [Stawarz i Masierowska, 2014]. Z roku na rok zwiększa się poziom skażenia środowiska przyrodniczego, przez co zakłóca się równowaga ekologiczna [Banaszak i Izdebska, 1994]. Gleba i zbiorniki wodne w miejscu wydobywania węgla i biopaliw są skażone metalami ciężkimi [Burden i in., 2019]. Pierwiastki te wykrywa się nie tylko w pszczołach i produktach pszczelich pozyskanych z roślin zlokalizowanych w sąsiedztwie terenów uprzemysłowionych i rolniczych, ale także na terenach czystych ekologicznie [Spodniewska i Romaniuk, 2007]. Istnieje pewna hipoteza, która zakłada, że wszelkie nieczystości unoszące się w powietrzu, wyprodukowane w miastach i terenach uprzemysłowionych unoszą się w powietrzu, z kolei z prądami powietrznymi przesuwają się na duże odległości i samoistnie lub z opadami osiadają i odkładają się m.in. w glebie.

Pszczoły miodne uzależnione są w 100% od roślin, które dostarczają im nektaru i pyłku. Korzystają również z wydzielin pąków roślin, które stanowią surowiec do produkcji propolisu [Madras-Majewska i in., 2014]. Robotnice zapylają wiele gatunków roślin i odwiedzają tysiące kwiatów, przez co mają pośredni i bezpośredni kontakt z metalami ciężkimi i pestycydami [Madras-Majewska i in., 2014]. Pszczoły wraz z nektarem, pyłkiem i wodą znoszą ksenobiotyki, pestycydy i metale ciężkie do ula [Kisała i Dżugan, 2009]. Pszczoła, która żyje w czystym środowisku, ginie po kontakcie nawet z najniższą zawartością metali ciężkich bądź pestycydów. Robotnica, która od pierwszych dni po wygryzieniu ma kontakt z zanieczyszczonym środowiskiem, cechuje się zwiększoną odpornością na polutanty. Udowodniono korelację pomiędzy różnorodnością i liczebnością owadów zapylających a skażeniem środowiska. Notuje się większą bioróżnorodność owadów zapylających w środowisku naturalnym względem środowiska zdegradowanego przez człowieka. Nie ma natomiast badań sprawdzających, czy efektywność zapylanych roślin jest wyższa, niższa, czy nie ma na to wpływu [Moroń, 2017]. Owady zapylające są w stanie przystosować się do panujących warunków środowiskowych. Ponadto robotnica pszczoły miodnej jest w stanie nauczyć się rozpoznawać toksynę i ograniczać jej spożywanie [Burden i in., 2019]. Przeprowadzono wstępne badania nad pszczołami, które opisują, że robotnice pszczoły miodnej po zjedzeniu nektaru, po którym źle się poczuły, unikały później zapachu nektaru toksycznych kwiatów. Pszczoły wykazują się tendencją do uczenia się cech kwiatów, w tym barwy i zapachu. Spełnienie tych dwóch warunków zapewnia dobre pożywienie.

Pszczoły miodne pełnią funkcję biofiltra, gdyż surowiec miodny jest oczyszczany w wolu z zanieczyszczeń mechanicznych i chemicznych. Układ wydalniczy owadów jest w pewien sposób niedoskonały, co powoduje akumulację zanieczyszczeń w tkankach robotnic [Roman, 2006]. Zawartość niklu, chromu, ołowiu i selenu w organizmie pszczół i trutni pochodzących z terenu uprzemysłowionego jest wyższy niż z rejonu rolniczo-leśnego. Jedynie zawartość kadmu w tkankach pszczół z rejonu rolno-leśnego była wyższa niż z terenu uprzemysłowionego. Autor podjął próbę wytłumaczenia faktu tym, że rolnicy używali nawozów mineralnych i środków ochrony roślin. Ten sam autor donosi, że robotnice pszczół mają większą tendencję do kumulacji metali ciężkich niż trutnie. Jest to kolejny dowód, że robotnice pszczół miodnych oczyszczają surowiec miodowy w wolu i akumulują część metali ciężkich w ciałach. Wykazano również, że zawartość metali ciężkich w nektarze roślin rosnących w różnych odległościach od szlaków komunikacyjnych jest wyższa o ponad 20% niż w miodzie pozyskanym z tych roślin [Jabłoński i in., 1995; Jabłoński i Kołtowski, 1996].

Tab. Przystosowania pszczoły miodnej do pełnienia roli bioindykatora.

Oprócz akumulacji metali ciężkich w tkankach pszczół i produktach pszczelich, owady zapylające narażone są na działanie środków ochrony roślin. Środki te, w tym insektycydy, powodują zmniejszenie dbałości o czystość gniazda przez robotnice. Takie ramki szybko stają się dobrym miejscem do rozwoju motylicy. Skutkiem jest brak miejsca do wychowu czerwiu przez rodzinę pszczelą. Larwy pszczół narażone są na kontakt z zatrutymi pszczołami, czy z insektycydem w pokarmie, co powoduje zaburzenia ich rozwoju. Robotnice pszczoły miodnej po kontakcie z herbicydami lub fungicydami nie są wpuszczane do gniazda. Dzieje się tak, ponieważ substancja aktywna zawarta w środkach ochrony roślin ma silniejszą woń niż feromony pszczół, przez co komunikacja owadów jest zaburzona. Ponadto wszelkie środki chemiczne powodują u robotnic zmniejszenie przyjmowania pokarmu [Łopuch, 2017].

Fot. Maciej Bryś

Reasumując, pszczoły mają mechanizm filtracji surowca miodowego znajdującego się w wolu, dzięki czemu miód zawiera mniejszą ilość metali ciężkich i niebezpiecznych związków chemicznych. Ponadto pszczoły mają wiele cech bioindykatora, dzięki czemu mogą być wykorzystywane jako alternatywne narzędza oceny stanu środowiska.

Mgr Maciej S. Bryś

Literatura:

Banaszak J., Izdebska B., Wpływ skażeń środowiskowych na pszczoły dziko żyjące, pszczołę miodną i produkty pszczele. Kosmos, 43, 2, 285-302, 1994.

Burden M., C., Morgan O., M., Hladun R., K., Amdam V. G., Trumble J., J., Smith H., B., Acute sublethal exposure to toxic heavy metals alter honey bee (Apis mellifera) feeding behavior, Scientific Reports, 9, 4253, 2019.

Jabłoński B., Kołtowski Z., Marcinkowski J., Rybak-Chmielewska, Szczęsna T., Warakomska Z., Zawartość metali cieżkich (Pb, Cd i Cu) w nektarze, miodzie i pyłku pochodzącym z roślin rosnących przy szlakach komunikacyjnych. Pszczelnicze Zeszyty Naukowe, XXXIX, 2, 129-144, 1995.

Kisała J., Dżugan M., Wpływ stanu środowiska i sposobu utrzymania pszczół na jakość miodu. Zeszyty Naukowe, 11, 115-120, 2009.

Łopuch S., Wpływ substancji toksycznych na zachowania pszczół, Wieś i Doradztwo, 4, 94, 2017.

Madras-Majewska B., Jasiński Z., Zajdel B., Gąbka J., Ochnio M., Petryka W., Kamiński Z., Ścięgosz J., Zawartość wybranych pierwiastków toksycznych w produktach pszczelich, Przegląd hodowlany, 3, 49-51, 2014.

Moroń D., Wpływ zanieczyszczenia środowiska metalami ciężkimi na zapylanie roślin kwiatowych przez owady, Wieś i Doradztwo, 4, 94, 2017.

Ptaszyńska A., Gancarz M., Wiącek D., Nawrocka A., Borsuk G., Strachecka A., Wójciak H.,Załuski D., Paleolog J., Zakażenia pszczół miodnych przez Nosema cernae może zwiększyć kumulację metali ciężkich w ich organizmach, Streszczenie z Naukowej Konferencji Pszczelarskiej, Kazmierz Dolny, 44-45, 2018.

Roman A., Zawartość wybranych pierwiastków w produktach pszczelich z rejonu Dolnego Śląska. Żywność, 4, 37, 368-378, 2003.

Sitarz-Palczak E., Kalembikiwiecz J., Galas D., Evaluation of the content of selected heavy heavy metals in Samales of polsih honeys, Journal of Ecological Energineering, 16, 3, 130-138, 2015.

Spodniewska A., Romaniuk K., Chlorowane węglowodory u pszczół w latach 1996-2005 w wybranej pasiece Puszczy Piskiej, Medycyna Weterynaryjna, 63, 2, 247-249, 2007.

Stawiarz E., Masierowska M., Produkty pszczele – biowskaźniki zanieczyszczenia środowiska. Episteme, Czasopismo Naukowo-Kulturowe, 32, 179-187, 2016.

Szentgyörgyi H., Przegląd substancji toksycznych zagrażających pszczołom – z wyjątkiem środków ochrony roślin, Wieś i Doradztwo, 4, 94, 2017.

Skorbiłowicz E., Skorbiłowicz M., Cieśluk I., Bees as Bioindicators of Environmental Pollution with Metals in an Urban Area, Journal of Ecological Energineering, 19, 3, 229-234, 2018.

Roman A., Bioakumulacja wybranych pierwiastków śladowych w organizmach pszczół i robotnic trutni, Medycyna Weterynaryjna, 62, 12, 1439-1442.

Pratt C. R., Sikorski R., S., Lead contents of wildflowers and honey bees (Apis mellifera) along a roadway: possible contamination of a simple food chain, Proceedings of the Pennsylvania Academy of Science, 56, 2, 151-152, 1982.

Jabłoński B., Kołtowski Z., Zanieczyszczenia nektaru, miodu i pyłku z roślin przydrożnych. Pszczelarstwo , 47, 11, 10-11, 1996.

Roman A.,Pszczoły i produkty pszczele jako bioindykatory skażenia œśrodowiska w rejonie oddziaływania przemysłu miedziowego (LGOM) i cementowo- -wapienniczego (Opole). Zesz. Nauk. AR Wrocław, Zoot., 323, 175-195, 1997.

Naggar A., Yahya & Naiem, Elsaied & Mona, Mohamed & Seif, Amal, Honey bees and their products as a bioindicator of environmental pollution with heavy metals. MELLIFERA. 26. 10-20, 2013.

Zamów prenumeratę czasopisma "Pasieka"