Сладкий нектар не всегда лучше для шмелей: слишком много сахара замедляет их работу
Новое исследование на шмелях показало, что самый сладкий нектар не обязательно является лучшим: слишком высокая концентрация сахара замедляет процесс сбора и срыгивания нектара. Результаты помогут в селекции сельскохозяйственных культур, чтобы сделать их более привлекательными для опылителей и повысить урожайность.
Шмели пьют нектар из цветов, а затем срыгивают (рвут) его в гнезде для использования другими особями в колонии. Сахар в нектаре делает его привлекательным источником энергии. Однако с ростом концентрации сахара нектар становится более густым и липким, что затрудняет его питье и срыгивание, требуя больше времени и энергии.
Исследование, опубликованное в Journal of the Royal Society Interface, изучило механику питья и срыгивания нектара у одного из самых распространенных в Великобритании шмелей Bombus terrestris. Оказалось, что оптимальная для общего энергопотребления концентрация сахара в нектаре ниже, чем можно было ожидать.
- Нектар с низким содержанием сахара легко пить и очень легко срыгивать.
- По мере увеличения сладости нектара время на его питье постепенно растет, но время на срыгивание увеличивается резко и значительно.
«Шмелям необходимо найти баланс между выбором энергоемкого нектара и тем, который не отнимает слишком много времени на питье и срыгивание. Концентрация сахара влияет на скорость сбора пищи и, следовательно, на решения шмелей о фуражировке», — пояснил первый автор исследования доктор Джонатан Патрик.
Хотя давно известно, что более концентрированный нектар дольше пить, его влияние на процесс срыгивания ранее не изучалось. Эти новые данные помогут лучше предсказать, какие типы нектара предпочитают шмели и другие опылители, и, следовательно, какие цветы и растения они будут посещать чаще.
Методология: В лаборатории пчел шмелям давали фуражировать на сахарных растворах трех разных концентраций, засекая время и взвешивая их. Возвращаясь в «гнездо», шмели наблюдались через прозрачную крышку, и исследователи замеряли время, затраченное на срыгивание нектара.
«При низкой концентрации сахара срыгивание было быстрым, занимало несколько секунд, после чего шмель снова отправлялся за нектаром. Но для очень густого нектара срыгивание длилось долго, иногда почти минуту», — отметил Патрик.
При любой заданной концентрации срыгивание происходит быстрее, чем первоначальное питье. Однако с ростом концентрации сахара (и липкости) скорость срыгивания падает быстрее, чем скорость питья.
«Представьте, что вы пьете густую жидкость через соломинку, а затем пытаетесь выплюнуть ее обратно через ту же соломинку — это еще сложнее. При определенной концентрации сахара соотношение полученной и затраченной энергии оптимизируется», — сказал Патрик.
Идеальная концентрация сахара для максимального энергопотребления зависит от вида опылителя, так как разные виды питаются по-разному. Шмели и медоносные пчелы лакают нектар языком, но срыгивают, проталкивая его обратно через пищеводную трубку. Другие виды, например орхидные пчелы, всасывают нектар, что делает работу с концентрированным нектаром еще более трудной.
Современная селекция сельскохозяйственных культур сосредоточена на повышении урожайности и устойчивости к болезням, а не на предпочтениях опылителей. Новые результаты позволят точнее прогнозировать идеальную концентрацию нектара для наиболее эффективного использования шмелей-опылителей.
«Исследования показывают, что численность некоторых опылителей снижается, но людей в мире становится все больше. Нам нужно эффективнее использовать имеющихся опылителей. Это исследование поможет понять, какие цветы и растения пчелы посещают чаще, что повлияет на селекцию культур для оптимального использования доступных опылителей», — заключила руководитель исследования профессор Беверли Гловер.