Palinologia w pszczelarstwie i nie tylko…

Fotografia 1. Obnóża pyłkowe
fot. © Joanna Klepacz - Baniak

Palinologia jest bardzo dynamicznie rozwijającą się dziedziną nauki, gałęzią botaniki i paleobotaniki. Nazwa „palinologia” pochodzi od greckich słów: palynejn – rozpraszać, rozsiewać; pole – drobny pył oraz logos – nauka, czyli zajmuje się ona czymś, co jest drobne jak pył i rozproszone. W palinologii przedmiotem badań są zarodniki i ziarna pyłku „w stanie rozproszonym” – poza rośliną, która je wytworzyła.

Takie badania służą opisaniu budowy oraz określeniu przynależności pyłków i zarodników do konkretnych gatunków roślin. Palinologia jest nauką interdyscyplinarną, współpracującą z wieloma dziedzinami wiedzy. Powszechnie kojarzona jest z botaniką, gdzie pomaga zakwalifikować rośliny współczesne i kopalne do odpowiedniej jednostki taksonomicznej, dostarcza dowodów ewolucji oraz pozwala na rekonstrukcję zbiorowisk roślinnych z minionych epok.

Często kojarzona jest z medycyną, a aeropalinologia nabiera coraz większego znaczenia w alergologii, bowiem okazuje się, że pyłek roślin wiatropylnych jest odpowiedzialny za 10-15% wszystkich chorób alergicznych. Palinologia ma także zastosowanie w geologii – służy do określania wieku utworów. W archeologii analiza pyłkowa odchodów zwierząt, zawartości przewodów pokarmowych, próbek pochodzących z miejsc stacjonowania ludzi oraz z grobów dostarcza danych dotyczących życia, diety, czy rytuałów panujących w dawnych kulturach. Palinologia znalazła zastosowanie także w klimatologii, kryminalistyce a nawet w przemyśle naftowym.

Fotografia 2. Ziarna pyłku mniszka
lekarskiego
fot. © Joanna Klepacz - Baniak

Duże znaczenie palinologia odgrywa w entomologii. Powstała nawet osobna dziedzina nauki – entomopalinologia. Łączy ona analizę pyłkową z owadami. Identyfikacja pyłku z ciał owadów, z ich przewodów pokarmowych, odchodów czy miejsc gniazdowania wykorzystywana jest do określenia źródeł pokarmowych wybranych gatunków. Pozwala także na określenie miejsc bytowania czy aktywności migracyjnej owadów. Ma to szczególne znaczenie w określaniu pojawu szkodników roślin.

Np. identyfikacja ziarn pyłku zebranych z ciała motyla rolnicy gwoździarki (Agrotis ipsilon) wskazuje, że owad ten może w ciągu swojego dorosłego życia migrować nawet na odległość 1 300 km. Świadczy o tym pyłek znaleziony na ciele a pochodzący z roślin, które nie występowały w miejscu złapania owada. Tak więc dzięki znajomości warunków bytowania, preferencji pokarmowych, czy dróg migracji owadów możliwe jest tworzenie i udoskonalanie metod kontroli szkodników upraw.

Palinologię wykorzystuje się także dla lepszego poznania biologii owadów pożytecznych. Dla przykładu analizy pyłkowe przewodu pokarmowego biedronek dowiodły, że owady te przy braku mszyc żywią się pyłkiem roślin, aby uzupełnić niedobory białka. Owady pożyteczne to w szczególności owady zapylające. Pszczoła miodna jest na pewno najbardziej uniwersalnym owadem zapylającym. Jednakże niektóre rośliny ze względu na specyficzną budowę kwiatów nie są przystosowane do zapylania przez pszczołę miodną.

Dlatego dzikie pszczołowate mają znaczną przewagę nad pszczołą w zapylaniu kwiatów dla niej trudno dostępnych, np. lucerny, wyki, koniczyny czerwonej. Analiza pyłkowa pyłku zbieranego i wykorzystywanego przez dzikie pszczołowate przyczynia się do lepszego poznania ich preferencji pokarmowych i stwarza możliwości efektywniejszego wykorzystania tych owadów w zapylaniu roślin uprawnych.

Dla przykładu analiza obnóży pyłkowych trzmieli (Bombus sp.) pozwoliła wytypować gatunki (o odpowiedniej długości języczka) przystosowane do zapylania koniczyny czerwonej czy wyki. Zaś analiza pyłkowa zapasów pyłku w komorach lęgowych murarki ogrodowej (Osmia rufa) wskazała rośliny pokarmowe tego owada i przyczyniła się do wykorzystywania jej w hodowli i zapylaniu roślin.

Fotografia 3. Pyłek na pylnikach kwiatu tulipana
fot. © Joanna Klepacz - Baniak

Rozpatrując źródła pokarmowe owadów zapylających pod kątem analizy pyłkowej przechodzimy z entomopalinologii w melisopalinologię. Analizą pyłkową różnych produktów pszczelich i pyłku zbieranego bądź zjadanego przez owady zapylające zajmuje się właśnie melisopalinologia.

Identyfikacja ziarn pyłku znajdujących się w produktach pszczelich: miodzie, obnóżach pyłkowych (fot. 1.), pierzdze oraz propolisie, pozwala na określanie źródeł nektarowych i pyłkowych oraz umożliwia rozpoznawanie roślin zapylanych przez pszczołę miodną (Apis mellifera), jak również pozwala lepiej poznać zachowania zbieraczek. Termin „melisopalinologia” po raz pierwszy zastosował w 1964 roku szwedzki naukowiec G. Erdtman. Duży wkład w rozwój tej dziedziny wiedzy włożył niemiecki badacz E. Zander, budując naukowe podwaliny technik analitycznych.

Metody analizy pyłkowej ewaluowały i szczegółowo zostały opracowane przez Komisję Botaniki Pszczelarskiej (International Commission of Bee Botany – ICBB) oraz opisane w 1978 roku. Międzynarodowa Komisja do spraw Miodu (International Honey Commission – IHC), udoskonaliła istniejące już metody i zawarła je w monografii, która w 2004 roku ukazała się w specjalnym wydaniu czasopisma „Apidologie”.

Fotografia 4. Obsypana pyłkiem zbieraczka na kwiecie
mniszka
fot. © Joanna Klepacz - Baniak

Analiza pyłkowa możliwa jest dzięki różnorodnej budowie ziarn pyłku (fot. 2.). Ziarno pyłku, będące męskim gametofitem rośliny nasiennej powstaje w pylniku (fot. 3.). Ziarno pyłku otoczone jest dwuwarstwową ścianą komórkową: wewnętrzną – intyną i zewnętrzną – egzyną.

Z pylnika ziarna wypadają pojedynczo lub, co zdarza się rzadziej, sklejone, jako diady (po 2), tetrady (po 4) lub w postaci polliniów (po 8, 16, 32 i więcej). Ziarna pyłku poszczególnych gatunków roślin różnią się między sobą elementami budowy. Mają więc różne kształty: płaskie, kuliste, podłużne, lekko wydłużone, symetryczne lub asymetryczne. Ziarna pyłku roślin owadopylnych mają na egzynie wyrostki, charakterystyczne dla poszczególnych gatunków. Rzeźba powierzchni egzyny, występujące na niej jamki, brodawki, zmarszczki, kolce oraz jej grubość mają duże znaczenie w analizie pyłkowej.

Nie bez znaczenia pozostaje wielkość ziarn pyłku, wahająca się od 6 do 250 µm. I tak np. bardzo małe ziarna pyłku posiada niezapominajka (10 µm), zaś bardzo duże dynia (100-200 µm). Przy badaniu morfologii ziarn pyłku bierze się pod uwagę między innymi ich: kształt, wielkość, symetrię, urzeźbienie powierzchni, rodzaj i liczbę ujść łagiewkowych, a także sposób ich rozmieszczenia na ziarnie pyłku. Pyłek w miarę możliwości oznaczany jest do gatunku, rodzaju, typu budowy, rodziny lub klasy.

Analiza pyłkowa początkowo dotyczyła miodu. Pierwsze prace dotyczące analizy mikroskopowej miodu pochodzą z końca XIX wieku. W miodzie znajdują się niewielkie ilości substancji stałych, wśród których dominuje pyłek kwiatowy. Oprócz pyłku wśród części stałych wyróżnić należy zarodniki grzybów pleśniowych, komórki grzybów drożdżoidalnych i bakterii, przetrwalniki bakterii, komórki glonów, fragmenty pszczół i innych owadów, roztocza oraz cząstki wosku, pierzgi, gleby, kurzu, kryształki związków mineralnych.
Liczba ziarn pyłku w 1 g miodu wynosi od kilkudziesięciu do kilkunastu milionów.

Jest ona bardzo zróżnicowana i zależy głównie od wielkości ziarn pyłku. Występowanie pyłku w miodzie związane jest w dużej mierze z budową kwiatów, z których pszczoły zbierają nektar. U gatunków roślin, u których pylniki znajdują się w sąsiedztwie nektarników pyłek może powodować zaprószenie nektaru. Wywoływane może to być pracą pszczół i innych zapylaczy na kwiecie lub działaniem wiatru. Taki mniej lub bardziej zaprószony nektar zbieraczki transportują do ula. Jednakże nektar oddawany przez zbieraczkę do komórek plastra różni się od zbieranego na kwiecie także zawartością ziarn pyłku.

Klapy przedżołądka zbieraczki mają zdolność wychwytywania ziarn pyłku znajdujących się w treści wola i przekazywania ich do jelita środkowego, gdzie ulegają strawieniu. W czasie powrotu robotnicy z pożytku do ula, większe ziarna pyłku są częściej wychwytywane przez klapy przedżołądka niż mniejsze. Zaprószenie miodu pyłkiem wynika także z normalnego funkcjonowania rodziny pszczelej.

dr inż. Joanna Klepacz-Baniak

Zamów prenumeratę czasopisma "Pasieka"