Pszczoły i kwiaty: harmonijna współzależność z korzyściami równymi dla obu stron. Owady zbierają nektar i pyłek, zapylają kwiaty i zapewniają rozmnażanie roślin. Z tej harmonii korzystają też ludzie: bez pszczół nie byłoby ani jabłek ani miodu – moralnie nieskazitelna sytuacja wygrywający-wygrywający.

Andreas Müller, kurator kolekcji entomologicznej ETH w Zurychu w grupie entomologii stosowanej profesor Silvii Dorn, widzi tą relację nieco bardziej trzeźwo. Pszczoły – poza pszczołą miodną Szwajcarii występuje ponad 600 gatunków dzikich pszczół – są roślinożercami wyspecjalizowanymi w pobieraniu wysokobiałkowego pyłku, który z biegiem ewolucji stał się podstawą ich diety. Pszczoły potrzebują przeogromnych ilości pyłku – często całą produkcję z kilkuset kwiatów jedynie do utrzymania jednego potomka. A to, zdaniem Müller’a, może stanowić istotną wadę istniejącej współzależności z punktu widzenia partnerów roślinnych.

Każde ziarno pyłku znikające w komórkach lęgowych jest w rzeczywistości jednym potencjalnym nasionem mniej. W im bardziej losowy sposób pszczoły pobierają pyłek z roślin należących do różnych gatunków i rodzin, tym większe jest niebezpieczeństwo, że nie dotrze on do punktu swego przeznaczenia – znamienia słupka właściwego kwiatu – i nie dojdzie do zapłodnienia. Co więcej, produkcja pyłku to również duży wydatek energetyczny dla roślin. Jest zatem w ich interesie, by redukować liczbę jego zjadaczy, zmniejszając jednocześnie ilości błądzącego pyłku. Rośliny kwitnące wykształciły w tym celu specjalne typy kwiatów utrudniające pszczołom dostęp do pyłku jak np. kwiat grzbiecisty u groszku. Pewne pszczoły przystosowywały się jednak konsekwentnie do metamorfoz kwiatów.

Trucizna trzyma pszczoły na odległość

Zespół Andreasa Müller’a odkrył właśnie nowy mechanizm wykorzystywany przez rośliny do odpierania ataków zjadaczy pyłku. Zdumieni odkryli, że pewne pszczoły należące do rodzaju lepiarek (Colletes) specjalizują się w pobieraniu pyłku z rodziny astrowatych; generaliści w obrębie tego samego rodzaju gromadzący pyłek losowo, trzymają się jednak z daleka od kwiatów tej rodziny roślin, chociaż jest ona bogata w gatunki. Poza tym, rodzina astrowatych – inaczej niż rośliny należące do rodziny bobowatych jak np. groszek – ułatwiają swoim gościom zbieranie pyłku.

Przypuszczenie o chemicznej obronie pyłku wydaje się zatem Müller’owi oczywistym wyjaśnieniem tego fenomenu. „Rośliny często zabezpieczają się przed zjedzeniem przez owady, gromadząc toksyny w liściach. Dlaczego inaczej miałoby być w przypadku pyłku?”, pyta badacz, który swój pomysł określił jako „paradoks astra” („aster paradox„).

Entomolodzy z ETH w Zurychu rozpoczęli serię eksperymentów testujących tą teorię. Na przykład Christophe Praz w ramach swojej nagrodzonej pracy doktorskiej karmiła larwy wyspecjalizowanych pszczół pyłkiem z kwiatów astrowatych, które nie wchodziły w skład ich normalnej diety. Chociaż pszczoły karmione były tym pyłkiem przez miesiąc, nie urosły w tym czasie. Żaden gatunek nie zdołał przejść ze stadium larwalnego do imago – poza specjalistami żywiącymi się pyłkiem z roślin należących do rodziny astrowatych.

Czy pyłek astrowatych jest niejadalny?

Claudio Sedivy, doktorant w grupie entomologii stosowanej, współpracuje obecnie z chemikiem Rafałem Piskorskim i studentem Claude Hüsser’em, sprawdzając czy pyłek z roślin astrowatych zawiera toksyny, o które jest podejrzewany i czy przedmiotowe pszczoły przystosowały swój metabolizm specjalnie do jego wykorzystywania pomimo ich obecności.

Badania w ETH wkraczają na nieznane dotąd terytoria. Zdaniem Müller’a badania ewolucyjne wydają się być ignorowane w kontekście biologii systemów zapylania: „Obrona chemiczna pyłku musiała mieć niesamowity wpływ na ewolucję relacji owady-kwiaty.”

ETH Zurich, „Is Poisonous Pollen Enough To Put Bees Off Their Dinner?”, ScienceDaily
Opracowanie: mgr inż. Wanda Cegiełkowska