Не так давно ученые зафиксировали в горах Эфиопии, как эфиопские шакалы, уткнувшись мордами в цветы, лакомились нектаром.
Такое поведение крупных хищников не только представляет собой поистине уникальную диету для хищника, но и потенциально позиционирует их как случайных опылителей.
Фотограф Carine Lavril.
Оборот мирового рынка шмелеводства — 50 миллиардов долларов в год. Только в США в 2010 году фермерские хозяйства приобрели 140 000 шмелиных семей, и эта цифра лишь продолжает расти. И маленькие фермерские хозяйства, и агрохолдинги по всему миру покупают шмелей, дабы они опыляли растения на закрытом грунте (например, внутри огромных теплиц). Только вот почему они выбирают шмелей, а не пчёл? Давайте разбираться.
Нулевая причина: шмели — мягкие милые пушистики!
Чтобы успешно доставить пчелиный улей из точки А в точку Б, вам нужно:
Перевозить его ночью или ранним утром, пока активность пчёл снижена;
Загнать большую часть пчёл в улей и закрыть его;
Обеспечить улью хорошую вентиляцию;
Ставить улей на уже заведённый автомобиль, чтобы пчёлки меньше стрессовали от вибрации;
И самое важное — осуществить перевозку нужно за один день.
Пчеловозка на 10 семей.
Та ещё задачка, верно? На фоне таких сложностей, доставка шмелиного гнезда прямо к вам в руки — почти что стандартная курьерская перевозка. Перевозить маленькие бомбидарии (так называется улей шмелей) чисто физически легче, чем огромные ульи пчёл с тысячами насекомых. Тем более, что фермы по разведению шмелей используют специальные коробки, которые одновременно являются и надёжными контейнерами для хранения, и постоянными домами для шмелей. В них можно разместить даже сладкую подкормку, которая позволит насекомым продержаться несколько дней. Иными словами: шмелей можно перевезти даже в другую страну, нужно лишь герметично закрыть контейнер и убедиться, что они не замёрзнут по пути.
Шмелевозка на одну семью. Да, она размером с коробку из-под обуви.
Структура ульев шмелей и пчёл одинакова: одна матка, множество сестричек-рабочих и группа трутней-бездельников. Но их поведение серьёзно отличается. Пчёлы — требовательные и своенравные существа. Они удаляются на километры от дома, опыляют цветы на огромной площади. А если не находят желаемого, то могут улететь от вас всем ульем.
Переселение улья называется роением. Впрочем, далеко не всегда улей снимается с места в полном составе, иногда он делится на две части. На старом месте остаётся примерно половина насекомых с маткой, а остальные вместе с молодой королевой ищут новое место для жизни.
Шмели куда более предсказуемы. Небольшое семейство (не более 200 насекомых) умеет довольствоваться малым. Если пищи вокруг достаточно, фуражиры не будут исследовать территорию и останутся в теплице, даже если она открыта. Средний шмель намного тяжелее средней пчелы и не имеет желания улетать на несколько километров от дома. И уж тем более, улей не улетит целиком.
Шмелиный улей внутри выглядит куда более беспорядочным и неаккуратным.
Кроме того, ульи шмелей однолетние. Матка и всё её потомство (кроме будущих королев) гарантированно и предсказуемо погибает осенью. Вам не нужно о них заботиться и переживать о зимовке. Заказали новых — и дело с концом.
Шмелиные матки крупные даже по меркам других шмелей.
Бомбидарию шмелей нужно в десятки раз меньше пищи, чем улью пчёл. Их намного меньше, они не делают запасы пищи на зиму. При этом они более устойчивы и к высоким, и к низким температурам. Рабочий диапазон медоносной пчелы — 10-30°С, тогда как шмели средней полосы начинают работать уже при 5°С и не останавливаются, даже когда температура достигает 40°С. Ведь +40 для них — рабочая температура, до которой шмели разогреваются в любую погоду. Ну просто идеальные опылители!
А полярные шмели — самые северные опылители на планете — живут там, где средняя температура лета — всего 7°С выше нуля. А ещё они выжили на полигоне для испытаний ядерного оружия.
Хоботки у шмелей длиннее, чем у пчёл, поэтому они могут питаться нектаром паслёновых, опылять тыквы, клевер и даже опыляемые ветром растения!
Хоботок шмеля в работе.
Как и пчёлы, шмели добывают не только нектар, но и пыльцу. Только делают это хитрее. Шмель-работяга забирается в цветок и начинает неистово вибрировать, вытряхивая пыльцу из пыльников цветка. Таким образом шмели добывают больше пыльцы и, параллельно, извазюкиваются в ней по уши — а это очень важно для опыления цветов.
Я ни о чём не жалею. Ни о чём.
Как итог: присутствие 1-2 семей шмелей на огромную промышленную теплицу увеличивает производство овощей или фруктов на 30-40%, причём без особых затрат. Вот люди и пользуются помощью маленьких работяг. И с каждым годом пользуются всё больше.
А на западе давно уже есть практика заказывать себе вот такие вот коробки шмелей для личных небольших хозяйств.
Смотрим мы на цветы с точки зрения.
Красоты их для сада, букета.
А ведь, в сущности, для опыления
Сам Создатель придумал все это:
Пятна, полосы, крапинки, крестики,
Путь к сюрпризу с душистым нектаром.
Лепестки, и тычинки, и пестики.
Ждут гостей. Угощение – даром!
Но кто гости? И что за угощение? Первая мысль: это про насекомых. Пчелы, шмели, осы, бабочки, жуки и мухи опыляют большинство растений. Но мы напоминаем: в природе бывает и по-другому. Помощниками в процессе опыления могут быть и вода, и ветер, и даже летучие мыши или птицы.
Мы расскажем о том, как растения привлекают птиц-опылителей. Такое явление называется «орнитофилия» (от др.-греч. ὄρνιθος – «птица» и φιλία – «дружба, любовь»). Этот способ опыления характерен как минимум для 10 000 видов растений, в основном из тропиков и умеренного пояса Южного полушария, хотя встречается даже в Северной Америке, до Аляски включительно. Наибольшее количество видов растений, опыляемых птицами, обитает на юго-западе Австралии.
Так как главными опылителями все же являются насекомые, чтобы избежать конкуренции, в процессе эволюции растения приобрели интересные особенности для привлечения пернатых. Например, у некоторых птиц клюв идеально подходит под длину и/или форму цветка. Такой процесс – взаимной подстройки разных видов – называется коэволюцией, и для конкретного растения конкретный вид птицы может являться единственным опылителем.
Цветки, приспособленные для опыления птицами, обладают следующими особенностями: они крупные, с загнутыми лепестками (обычно раскрывающимися днем), часто представляют собой трубочки, воронки или чаши. Цветок должен быть плодовитым производителем нектара, который спрятан глубоко (чтобы не достаться другим животным), и устроен таким образом, чтобы пыльца садилась на головку или спинку птицы, когда она добывает заветное лакомство. Цветки растений, опыляемых специализированными птицами, такими как колибри или нектарницы, отличаются длинными трубками венчика, а те, кому приходится рассчитывать на случайных посетителей, отращивают тычинки, похожие на кисточки, чтобы точно перепачкать лакомок. Некоторые растения имеют в соцветиях крепкий стебель для устойчивой посадки более крупных птиц.
Хотя цветки выделяют кучу нектара, запах у них слабый – у птиц плохо развито обоняние. Зато пернатые хорошо воспринимают цвета, и окраска большинства опыляемых ими цветков броская, обычно желтая или красная. Контрастная пестрота, сочетание, казалось бы, несочетаемых оттенков, например огненно-красного с чистым зеленым или лилово-черным, – признак того, что перед вами растение, завлекающее птиц. Красный цвет неразличим большинством насекомых, а глаз птицы, наоборот, особо чувствителен именно к нему.
Но все в общем, а есть и уникальные случаи привлечения птиц растениями. Например, в горах Камеруна, где исследовались некоторые виды бальзаминовых, опыляемых птицами, ученые обнаружили вид (Impatiens frithii) с искривленным вверх цветком, что не очень-то удобно для клюва. Сначала было непонятно, как нектарницы добывают сладкое лакомство. Непрерывное наблюдение показало, что, когда птицы вставляют клювы в изогнутые цветки, сам цветок делает небольшой поворот. Этот процесс влияет на то, как пыльца попадает на тельце птиц, увеличивая шансы на успешное распространение биоматериала. Поворот происходит настолько быстро, что почти незаметен для стороннего наблюдателя.
Еще несколько примеров. У многих растений семейства Ремнецветниковые есть «взрывоопасные» цветки – они осыпают пыльцой птицу, которая кормится рядом. В Австралии у некоторых видов банксии цветки раскрываются в ответ на действия птиц, что уменьшает потери пыльцы. В тропических лесах на юге Индии орнитофильные растения цветут в основном в жаркий сухой сезон. Calceolaria uniflora из Южной Америки имеет особый мясистый придаток на нижней губе цветка, богатый сахаром. У южноафриканской бабианы из семейства Ирисовые (Babiana ringens) внутри соцветия образуется крепкий стебель, который служит насестом для малахитовой нектарницы. А у некоторых африканских орхидей рода Диза поллинарии (пачки пыльцы) прилипают к лапам залетающих нектарниц.
Чаще всего нектар орнитофильных цветков довольно разбавленный – экономика должна быть экономной, вдруг соблазнится кто-то не тот. Но есть и исключения, если растение хорошо защищено от таких нектарных воров. Виды рода Банксия (семейство Протейные) образуют так много жидкости, что местные жители Австралии используют его в пищу. Состав нектара – в основном вода и сахара, с небольшим количеством аминокислот. Чаще других встречаются аспарагиновая и глютаминовая кислоты, серин, глицин и аланин, в качестве других минорных примесей – аскорбиновая кислота (витамин С), алкалоиды, гликозиды, жирные масла.
У орнитофилии есть несколько недостатков. Первый: требуется больше затрат энергии, чем при опылении пчелами. Второй: потребность в большем количестве нектара. Третий: необходимость в более надежной защите цветков от неосторожных гостей – птицам легче повредить хрупкий цветок. И четвертый: птицы, как правило, избегают цветов, которые энергетически невыгодны для них, и это может ограничить распространение пыльцы в небольших популяциях. Как правило, подобная адаптация развивается в условиях, когда затруднены более привычные опыление насекомыми (например, их может быть мало в горных и пустынных экосистемах, на островах) и самоопыление (птицы куда легче справятся с задачей найти в лесу второе такое же дерево, если вдруг у него эволюционно развилась самонесовместимость).
Но все минусы перекрываются одним огромным плюсом: активно участвуя в опылении, птицы помогают сохранять красоту и разнообразие цветущих растений по всему миру. А еще благодаря орнитофилии мы можем наблюдать удивительные механизмы приспособления и коэволюции.
Знакомы ли вам такие слова, как хироптерофилия и терофилия? Если да, то вы прирожденный ботаник! А если нет, мы о растениях, цветки которых опыляются не только насекомыми, но и другими животными.
Загадочное и сложное слово «хироптерофилия» означает, что цветки определенных растений «любят» летучих мышей, которые играют важную роль в опылении. Нектароядные летучие мыши зависают у цветка в трепещущем полете и высасывают нектар длинным языком, а потом уносят на своей шерстке пыльцу к следующему «обеденному столу». Около пятисот видов растений в процессе эволюции стали полагаться на рукокрылых как основных опылителей: некоторые кактусы, дикие бананы, агавы и дурианы. Но как именно цветки привлекают летучих мышей? А есть у них ряд особенностей.
В первую очередь, они белые, желтоватые или бледные. Это нужно, чтобы быть хорошо заметными для ночных животных. Ориентироваться опылителям также помогает сильный и зачастую неприятный запах. Еще у таких цветков широкий венчик в виде колокола и большое количество нектара и пыльцы, чтобы наверняка привлечь летучую мышку. Цветки также могут быть расположены необычным образом: у деревьев – прямо на стволе или толстых ветвях (каулифлория); у эпифитов и лиан – в свободном доступе на длинном стебле (флагеллифлория); у кустарников и трав – над листьями на увеличенной цветоножке (стилифлория).
Ветки с длинными цветоножками у растений-хироптерофилов вынесены подальше от листьев – так их легче заметить с помощью эхолокации. А лиана Marcgravia evenia, например, использует и акустическую «рекламу»: вогнутый лист над ее соцветием отражает эхолокационные сигналы листоносов, так что его легко обнаружить в густом лесу. Вот такой своеобразный маяк для рукокрылых.
У некоторых тропических растений цветки опыляют не только летучие мыши, но и мелкие древесные зверьки: грызуны, землеройки, прыгунчики, приматы и сумчатые. Это уже терофилия. Наиболее яркие примеры явления встречаются в Южной Африке. В 1977 году ученые выяснили, что цветки протеи (Protea amplexicaulis), растущей в Капской области, регулярно привлекают грызунов и землероек. Цветки открываются ночью, когда зверьки выходят из укрытий, и привлекают их сильным дрожжевым запахом и нектаром, богатым сахарами. Опылитель механически воздействует на цветки, и тычинки расправляются, выставляя пыльцу, которая оседает на мордочке лакомки.
Цветки терофильных растений, опыляемых грызунами и землеройками, обычно расположены внутри кустарника, «прячась» за ветками от птиц, довольно близко к земле или даже вровень с ней. Также они по большей части непритязательны на вид: соцветия тех же протей выглядят тускло из-за коричневых или красноватых прицветных чешуй. Это птицам важно зрение, а млекопитающие эволюционировали в темное время суток, полагаясь на другие органы чувств, в первую очередь обоняние.
Необычное растение-паразит Scybalium fungiforme из Бразилии опыляют опоссумы. Строение соцветий навело биологов на мысль, что растение не способны опылять ни пчелы, ни птицы – тычинки прикрыты жесткой чешуйчатой структурой. А вот зверьки с помощью когтей и зубов удаляют их и питаются нектаром, заодно перенося пыльцу. Любопытно, что к цветкам все же слетались и осы, и пчелы, и даже колибри – но уже после опоссумов, которые проделали всю сложную работу.
На Мадагаскаре некоторые растения (например, из рода Равенала (Ravenala)) опыляют лемуры. В соцветии длиной до 30 см содержится достаточно нектара, чтобы лемур мог утолить голод. Заветная цель окружена плотными листьями, и, когда зверьки тянутся к цветку, их мордочки покрываются пыльцой. Биологи предполагают, что растение эволюционно подстроилось под своих позвоночных опылителей – силами одних насекомых оно бы не справилось.
Большинству цветковых растений для опыления нужна помощь животных, с которыми они расплачиваются нектаром и пыльцой. Нередко по внешнему виду, запаху и другим особенностям цветка можно сказать, кто именно его опыляет. Получается, что животные зависят от растений – они употребляют их в пищу, но и растения зависят от животных в не меньшей степени.
Шмели считаются более трудолюбивыми чем пчелы. По сравнению со среднестатистической пчелой шмель способен опылять в 5 раз больше цветков на протяжении дня, а также работать по 18 часов в сутки в летний период.
Шмели не боятся холода и работают при температуре от пяти градусов тепла, летают в пасмурную погоду и при низкой освещенности.
Шмель — единственное насекомое, опыляющее цветки томатов, из-за чего урожайность в теплице увеличивается почти на 15%, и их не нужно ежедневно трясти огороднику.
Хоботок шмеля длиннее, чем у пчелы. Он является основным опылителем красного клевера. Пока в Австралию и Новую Зеландию не завезли шмелей, клевер там не давал семена. Каждый раз семена клевера приходилось завозить, пока не догадались в чем дело.
Зрение шмелей приспособлено к восприятию ультрафиолетовой части спектра, благодаря этому они прекрасно видят цветы, когда пыльца на них полностью созрела.
Шмель - это настоящий король опылителей и передовик производства!
