Опылитель - Pollinator

Горнодобывающая пчела ( Andrena lonicerae ) опыление жимолость ( Lonicera gracilipes ).

Опылители животное , которое двигается пыльцой от мужского пыльника в виде цветка к женскому рыльцу цветка. Это помогает добиться оплодотворения из семяпочки в цветке мужскими гамет из пыльцевых зерен.

Насекомые-опылители включают пчел ( медоносные пчелы , одиночные виды, шмели ); пыльцевые осы (Masarinae); муравьи ; мух включая пчел мух , журчалки , мясных мух и комаров ; чешуекрылые , как бабочки, так и мотыльки ; и цветочные жуки . Позвоночные животные, в основном летучие мыши и птицы, а также некоторые млекопитающие, не являющиеся летучими мышами ( обезьяны , лемуры , опоссумы , грызуны ) и некоторые ящерицы, опыляют определенные растения. Среди птиц-опылителей есть колибри , медоеды и солнечные птички с длинными клювами; они опыляют ряд цветков с глубоким горлом. Люди также могут проводить искусственное опыление .

Опылитель отличается от опылителя , растения, которое является источником пыльцы для процесса опыления .

Фон

У растений наблюдаются синдромы опыления, которые отражают тип привлекаемого опылителя. Это такие характеристики, как: общий размер цветка, глубина и ширина венчика, цвет (включая узоры, называемые направляющими нектара , которые видны только в ультрафиолетовом свете), запах , количество нектара, состав нектара и т. Д. птицы посещают красные цветы с длинными узкими трубками и большим количеством нектара, но их не так сильно привлекают широкие цветы с небольшим количеством нектара и обильной пыльцой, которые более привлекательны для жуков. Когда эти характеристики экспериментально изменены (изменение цвета, размера, ориентации), посещение опылителей может снизиться.

Недавно было обнаружено, что саговники , не являющиеся цветковыми растениями , также опыляются насекомыми. В 2016 году исследователи показали, что опыление происходит под водой, чего раньше не предполагалось.

Виды опылителей

Пчелы

Lipotriches sp. пчела опыляет цветы

Наиболее известными опылителями являются различные виды пчел , которые явно приспособлены к опылению. Пчелы обычно нечеткие и несут электростатический заряд. Обе особенности помогают пыльцевым зернам прилипать к их телам, но они также имеют специализированные структуры, несущие пыльцу; у большинства пчел это принимает форму структуры, известной как скопа , которая находится на задних лапах большинства пчел и / или в нижней части живота (например, у мегахилидных пчел), состоящая из толстых перистых щетинок . Медоносные пчелы , шмели и их родственники не имеют скопы, но задняя лапа видоизменена в структуру, называемую корбикулой (также известной как « корзина для пыльцы »). Большинство пчел собирают нектар , концентрированный источник энергии, и пыльцу, которая является пищей с высоким содержанием белка , чтобы вырастить своих детенышей, и непреднамеренно переносят некоторые из них между цветами во время работы. Пчелы Euglossine опыляют орхидеи, но это пчелы-самцы, собирающие цветочные ароматы, а не самки, собирающие нектар или пыльцу. Самки пчел-орхидей действуют как опылители, но не орхидеи, а других цветов. Эусоциальным пчелам, таким как медоносные пчелы, для размножения нужен обильный и устойчивый источник пыльцы .

Медоносные пчелы

Медоносная пчела опыляет сливовое дерево. Пчелы - самые эффективные насекомые-опылители.

Медоносные пчелы путешествуют от цветка к цветку, собирая нектар (позже преобразованный в мед ) и зерна пыльцы. Пчела собирает пыльцу, трясь о пыльники. Пыльца собирается на задних лапах в структуре, называемой «корзиной для пыльцы». Когда пчела перелетает от цветка к цветку, некоторые пыльцевые зерна переносятся на рыльца других цветов.

Нектар дает энергию для питания пчел ; пыльца обеспечивает белок . Когда пчелы выращивают большое количество расплода (пчеловоды говорят, что ульи «строятся»), пчелы намеренно собирают пыльцу, чтобы удовлетворить пищевые потребности расплода.

Хорошее управление опылением направлено на то, чтобы пчелы находились в «строительном» состоянии в период цветения урожая, что требует от них сбора пыльцы и делает их более эффективными опылителями. Таким образом, методы управления пчеловодами, оказывающими услуги по опылению, отличаются от техник пчеловода, который пытается производить мед, и в некоторой степени противоречат им.

Миллионы ульев медоносных пчел сократились , как опылители от пчеловодов и мед пчела, безусловно, наиболее важными коммерческим опыления агентов, но и многие другие виды опылителей, из синих мух бутылки, до шмелей, садоводческих осмиев и листьев резака пчел культивируются и продаются для управляемого опыления .

Другие виды пчел отличаются различными деталями своего поведения и привычек сбора пыльцы, а медоносные пчелы не являются аборигенами Западного полушария ; все опыление местных растений в Америке исторически выполнялось различными местными пчелами.

Другие насекомые

Многие другие насекомые, кроме пчел, опыляют цветы, посещая цветы в поисках нектара или пыльцы, а обычно и того, и другого. Многие делают это случайно , но самые важные опылители являются специалистами по крайней мере в течение определенных частей своего жизненного цикла, по крайней мере, для определенных функций. Например, самцы многих видов перепончатокрылых , включая многих охотничьих ос, полагаются на свободно цветущие растения как на источник энергии (в виде нектара), а также как территорию для встреч с фертильными самками, посещающими цветы. Яркими примерами являются хищные осы (особенно Sphecidae , Vespidae и Pompilidae ). Термин « пыльцевые осы », в частности, широко применяется к Masarinae, подсемейству Vespidae; они выделяются среди одиночных ос тем, что специализируются на сборе пыльцы для кормления своих личинок, которую они переносят внутрь и срыгивают в грязевую камеру перед яйцекладкой.

Многие пчелиные мухи , а также некоторые Tabanidae и Nemestrinidae особенно приспособлены для опыления растений финбо и кару с узкими и глубокими трубками венчика , таких как виды Lapeirousia . Часть адаптации принимает форму очень длинных хоботков. Это также относится к мухам-эмпидинам ( Empidinae ), которые посещают широкий спектр цветковых растений, некоторые виды которых могут опылять лесную герань ( Geranium sylvaticum L. ) так же эффективно, как пчелы .

Scoliid оса собирательство

Чешуекрылые ( бабочки и мотыльки ) также в разной степени опыляют растения. Они не являются основными опылителями пищевых культур , но различные бабочки являются важными опылителями других товарных культур, таких как табак . Однако опыление некоторыми мотыльками может быть важным или даже решающим для некоторых полевых цветов, взаимно адаптированных к специалистам-опылителям. Яркие примеры включают орхидеи, такие как Angraecum sesquipedale , зависящие от особой ястребиной моли , сфинкса Моргана . Виды юкки представляют собой другие примеры, будучи оплодотворенными в сложных экологических взаимодействиях с определенными видами бабочек юкки .

Жуки видов, которые сами специализируются на поедании пыльцы, нектара или цветов, являются важными перекрестными опылителями некоторых растений, таких как представители Araceae и Zamiaceae , которые производят огромное количество пыльцы. Другие, например Hopliini , специализируются на свободноцветущих видах Asteraceae и Aizoaceae .

Различные мошки и трипсы - сравнительно второстепенные оппортунистические опылители. Муравьи также опыляют некоторые виды цветов, но по большей части они паразиты, грабящие нектар, не передавая полезное количество пыльцы на стигму. Целые группы растений, такие как некоторые виды fynbos Moraea и Erica, производят цветы на липких цветоносах или с липкими трубками венчика, которые открывают доступ только летающим опылителям, будь то птицы, летучие мыши или насекомые.

Табанид летает на цветке чертополоха

Мухи-падальщики и мясные мухи из таких семейств, как Calliphoridae и Sarcophagidae , важны для некоторых видов растений, цветы которых источают зловонный запах . Экологическая стратегия растений варьируется; некоторые виды Stapelia , например, привлекают мух-падальщиков, которые безуспешно откладывают яйца на цветок, где их личинки быстро умирают от голода из-за недостатка падали . Другие виды быстро разлагаются после созревания и предлагают посещающим насекомым большие количества пищи, а также пыльцу и иногда семена, которые они уносят, когда они уходят.

Журчалки - важные опылители цветковых растений во всем мире. Часто журчалки считаются вторыми по значимости опылителями после диких пчел. Хотя журчалки в целом считаются неселективными опылителями, некоторые виды имеют более специализированные отношения. Орхидея Epipactis veratrifolia имитирует феромоны тревоги тли, чтобы привлечь летающих мух для опыления. Другое растение, орхидея-тапочка на юго-западе Китая, также обманным путем опыляет растения, используя врожденное предпочтение сирфида желтому цвету.

Некоторые самцы плодовых мух Bactrocera являются эксклюзивными опылителями некоторых диких орхидей Bulbophyllum, которые лишены нектара и имеют специфический химический аттрактант и вознаграждение (метилэвгенол, малиновый кетон или зингерон), присутствующие в их цветочных ароматах.

Некоторые взрослые комары , если они питаются нектаром, могут действовать как опылители; Известно, что Aedes communis , вид, обитающий в Северной Америке, опыляет Platanthera obtusata , обычно называемую орхидеей с тупыми листьями.

Стратегия, представляющая большой биологический интерес, - это стратегия сексуального обмана, когда растения, как правило, орхидеи, производят удивительно сложные комбинации феромонных аттрактантов и физической мимикрии, которые побуждают пчел- самцов или ос пытаться спариваться с ними, передавая в процессе поллинии . Примеры известны со всех континентов, кроме Антарктиды , хотя Австралия, кажется, исключительно богата примерами.

Некоторые двукрылые (мухи) могут быть основными опылителями на возвышенностях гор, тогда как виды Bombus являются единственными опылителями среди Apoidea в альпийских регионах на границе леса и за ее пределами.

Другие отряды насекомых редко бывают опылителями и обычно только случайно (например, Hemiptera, такие как Anthocoridae и Miridae ).

Другие беспозвоночные

Экспериментальные данные показали, что беспозвоночные (в основном мелкие ракообразные ) действуют как опылители в подводной среде. Было показано, что клумбы из морских водорослей воспроизводят этот способ в отсутствие течений. Пока не известно, насколько важны беспозвоночные опылители для других видов.

Позвоночные

Тропические цветы , как такка шантрье являются летучая -pollinated.

Летучие мыши являются важными опылителями некоторых тропических цветов, которые приезжают сюда за нектаром. Птицы, особенно колибри , медоеды и солнечные птицы, также хорошо опыляют растения, особенно цветков с глубоким горлом. Другие позвоночные животные , такие как кинкажу , обезьяны , лемуры , опоссумы , грызуны и ящерицы , опыляют некоторые растения.

Люди могут быть опылителями, так как многие садоводы обнаружили, что они должны вручную опылять садовые овощи , будь то из-за сокращения количества опылителей (как это происходило в некоторых частях США с середины 20-го века) или просто для сохранения генетической чистоты сорта. Для этого можно использовать небольшую щетку или ватный тампон, чтобы переместить пыльцу, или просто постучать или встряхнуть цветки помидора, чтобы высвободить пыльцу для самоопыляющихся цветов. Цветки томатов самооплодотворяются, но (за исключением разновидностей картофельных листьев) пыльца находится внутри пыльника , и цветок требует встряхивания, чтобы пыльца выпала через поры . Это может сделать ветер, люди или звучащая пчела (та, которая вибрирует мышцами своих крыльев, сидя на цветке), например, шмель. Звуковые пчелы - чрезвычайно эффективные опылители томатов, а колонии шмелей быстро заменяют людей в качестве основных опылителей тепличных томатов.

Сокращение популяции опылителей и сохранение

Опылители обеспечивают ключевую экосистемную услугу, жизненно важную для поддержания сообществ как диких, так и сельскохозяйственных растений. В 1999 году Конвенция о биологическом разнообразии опубликовала Сан-Паульскую декларацию по опылителям, в которой признается критическая роль, которую эти виды играют в поддержке и поддержании продуктивности суши, а также проблемы выживания, с которыми они сталкиваются из-за антропогенных изменений. Сегодня считается, что опылители находятся в состоянии упадка; некоторые виды, такие как шмели Франклина ( Bombus franklini ), были занесены в красный список и находятся под угрозой исчезновения. Хотя количество выращиваемых пчелиных ульев растет во всем мире, это не может компенсировать потерю диких опылителей во многих местах.

Ухудшение состояния здоровья и популяции опылителей представляет собой серьезную угрозу для целостности биоразнообразия, глобальных пищевых сетей и здоровья человека. По крайней мере, 80% видов сельскохозяйственных культур в нашем мире требуют опыления для завязывания семян. По оценкам, каждый третий кусочек пищи приходит к нам благодаря опылителям животных. Качество услуг опылителей со временем снизилось, и это вызвало опасения, что опыление будет менее устойчивым к исчезновению в будущем.

Стратегия

В последнее время экологические группы оказали давление на Агентство по охране окружающей среды, чтобы оно запретило неоникотиноиды , один из видов инсектицидов. В мае 2015 года администрация Обамы выпустила стратегию под названием «Национальная стратегия по укреплению здоровья медоносных пчел и других опылителей». Администрация объявила, что при разработке инициативы будет учтена информация от производителей пестицидов.

Целью целевой группы является «устранение и снижение воздействия множества факторов стресса на здоровье опылителей, включая вредителей и патогены, сокращение среды обитания, нехватку пищевых ресурсов и воздействие пестицидов».

EPA и Министерство сельского хозяйства США ведет целевую группу.

Структура сетей растений-опылителей

Дикие опылители часто посещают многие виды растений, а растения посещают многие виды опылителей. Все эти отношения вместе образуют сеть взаимодействий между растениями и опылителями. Было обнаружено удивительное сходство в структуре сетей, состоящих из взаимодействий между растениями и опылителями. Эта структура оказалась похожей в очень разных экосистемах на разных континентах, состоящих из совершенно разных видов.

Структура сетей растений-опылителей может иметь серьезные последствия для реакции сообществ опылителей на все более суровые условия. Математические модели, исследующие последствия этой сетевой структуры для стабильности сообществ опылителей, показывают, что особый способ организации сетей растений-опылителей сводит к минимуму конкуренцию между опылителями и может даже привести к сильному косвенному содействию между опылителями в суровых условиях. Это позволяет видам опылителей выживать вместе в суровых условиях. Но это также означает, что виды опылителей погибают одновременно, когда условия достигают критической точки. Этот одновременный коллапс происходит потому, что виды опылителей зависят друг от друга при выживании в сложных условиях.

Такой коллапс в масштабах всего сообщества с участием многих видов опылителей может произойти внезапно, когда все более суровые условия пройдут критическую точку, и восстановление после такого коллапса может оказаться нелегким. Улучшение условий, необходимых для восстановления опылителей, может быть значительно больше, чем улучшение, необходимое для возвращения к условиям, при которых сообщество опылителей разрушилось.

Смотрите также

использованная литература

Библиография

внешние ссылки