Czy zanieczyszczenia powietrza szkodzą zapylaczom?

Do rozmnażania roślin kwiatowych niezbędne jest zapylanie, czyli przeniesienie ziarna pyłku rośliny na znamię słupka. To niezwykle ważne dla funkcjonowania wszystkich ekosystemów zadanie wykonują m.in. zwierzęta zapylające, popularnie zwane zapylaczami. Oczywiście nie wszystkie rośliny wymagają udziału zwierząt, w tym tak ważnym procesie, bo są też rośliny wiatropylne, samopylne, lub tez rozmnażające się w sposób bezpłciowy. Szacuje się, że około 40 % wszystkich upraw wymaga ingerencji zapylaczy.

W roli zapylaczy wszyscy kojarzymy pszczoły jednak w zapylaniu uczestniczy ponad 200 tys. gatunków zwierząt. Obok owadów wśród zapylaczy są również ssaki (np. nietoperze), ptaki (np. kolibry), gady (np. legwany) oraz stawonogi i mięczaki.

Badania prowadzone m.in. w USA i Europie wskazują, że w ostatnich latach odnotowany został spadek liczebności zapylaczy, w szczególności pszczół. Trudno jest określić jednoznacznie przyczyny tego zjawiska. Głównym winowajcą najprawdopodobniej jest tutaj człowiek, który poprzez niszczenie środowisk i stosowanie pestycydów (w nadmiernej ilości lub w nieodpowiedniej porze) wpływa na kondycję pszczół. Do tego jeszcze dochodzą zmiany klimatu i postępujące wraz z nimi zmiany występowania faz fenologicznych (czyli charakterystycznych okresów rozwoju roślin – pojawiania się pąków, listnienia, kwitnienia itp.), które wpływają na dostępność pszczelego pokarmu.

Jednym ze zjawisk, które zaobserwowano jest tzw. zapaść kolonii pszczelej (ang. CCD colony collapse disorder), która prowadzi do dezorientacji, zakłócenia hierarchii społecznej i masowego opuszczania ula przez pszczoły miodne (choroba dotyczy pojedynczych kolonii). Czynnikami wywołującymi chorobę CCD mogą być zakażenia patogenami, wirusami, niedożywienie, zmiany warunków klimatycznych oraz zanieczyszczenie powietrza.

W silnie zanieczyszczonych obszarach obserwuje się zmiany liczebności określonych gatunków owadów, zmiany w strukturze dominacyjnej poszczególnych gatunków oraz zmiany morfologiczne. Gatunki socjalne, takie jak np. trzmiele, radzą sobie w takich środowiskach lepiej, natomiast pszczoły samotne wymierają szybciej. W cyklu życiowym owadów występują formy o różnej morfologii i ruchliwości, które różnią się wrażliwością na zmiany w środowisku np. wykazano negatywny wpływ metali ciężkich na rozwój larw w przypadku motyla niepylaka apollo (Parnassius apollo) w Finlandii.

Czy wiesz że: pszczołę miodną chętnie wykorzystuje się jako wskaźnik w monitoringu środowiska – wysoka śmiertelność wskazuje na obecność toksycznych cząsteczek, natomiast w miodzie, pyłku i larwach możemy odnaleźć metale ciężkie, fungicydy i herbicydy. Śladowe ilości zanieczyszczeń zawartych w miodzie nie mają wpływu na zdrowie ludzi, natomiast pozwalają wykryć źródło zanieczyszczenia środowiska.

W ostatnich latach powstało wiele inicjatyw, dzięki którym powstały prawdziwe pasieki w miastach, gdyż okazało się, że dostęp do różnorodnych gatunków roślin kwitnących oraz brak pestycydów w środowisku miejskim wpływa korzystnie na pszczoły. Jednak, czy miasta są naprawdę bezpiecznym ekosystemem dla pszczół, skoro tak wiele jest tutaj różnorodnych źródeł zanieczyszczeń powietrza? Badania prowadzone m.in. w USA wskazują, że część z miejskich zanieczyszczeń działa bezpośrednio na organizmy zapylaczy, a część pośrednio. Do tych drugich należy ozon, ale także tlenki azotu (emitowane przez samochody), czyli jedne z bardziej reaktywnych gazów występujących w powietrzu. Przyczyniają się one do niszczenia substancji aromatycznych emitowanych przez rośliny. Analizy wykazały, że nawet umiarkowane poziomy zanieczyszczeń powietrza, dla O₃ jest to 60 ppb (120 µgm^-3) znacznie degradują lotne związki organiczne uwalniane przez kwiaty i zmieniają skład chemiczny zapachów. W wyniku tego pszczoły mają problem z prawidłowym zlokalizowaniem kwiatów i spędzają więcej czasu na poszukiwaniach. Konsekwencje tego są bardzo proste, im więcej czasu pszczoły zużywają na odnalezienie odpowiednich roślin, tym mniejsza efektywność zapylania (mniej roślin zostaje zapylonych). Nie jest to obojętne dla nas – ludzi, którzy korzystamy z roślin, powoduje również zaburzenia funkcjonowania ekosystemów..

Poza samym niszczeniem zapachów, zanieczyszczenia powietrza także mogą wpływać na funkcje poznawcze (kognitywne) pszczół i ich zachowanie. Pszczoły, które są narażone na wysokie stężenie zanieczyszczeń gorzej „uczą” się zapachów, a w przypadku tych owadów jest to szczególnie ważne. Prawdopodobnie wysokie stężenia zanieczyszczeń mogą zwiększyć obecne zagrożenia, takie jak narażenie na pestycydy, roztocza i choroby wpływające na kondycję kolonii pszczelich.

Według Raportu IPBES z 2019 r. (Międzyrządowa Platforma Naukowo-Polityczna ds. Różnorodności Biologicznej i Usług Ekosystemowych, działającej pod auspicjami Programu Środowiskowego ONZ):

• 75% globalnej produkcji gatunków roślin spożywczych opiera się na zapylaniu przez zwierzęta.
• Wstępne szacunki wskazują, że około10% gatunków owadów zagrożonych jest wyginięciem.
• Utrata owadów zapylających stanowi zagrożenie dla globalnej produkcji rolnej o wartości sięgającej nawet 577 mld USD.

Bibliografia:

• Emerson Sirk, 2018, Air Quality Implications for Pollinator Species, Cornell University, https://airquality.gsfc.nasa.gov/sites/default/files/airquality/Sirk_AQ_honeybees.pdf
• Zych M., Denisow B., Gajda A., Kiljanek T., Kramarz P., Szentgyörgyi H., (2018). Narodowa Strategia Ochrony Owadów Zapylających. Fundacja Greenpeace. Warszawa, http://wzpgdansk.pl/wp-content/uploads/2018/10/strategia.pdf
• https://www.europarl.europa.eu/news/en/headlines/society/20191129STO67758/what-s-behind-the-decline-in-bees-and-other-pollinators-infographic
• https://www.un.org/sustainabledevelopment/blog/2019/05/nature-decline-unprecedented-report/
• https://www.nature.com/articles/srep02779
• https://link.springer.com/article/10.1007/s10646-019-02081-7
• https://airquality.gsfc.nasa.gov/sites/default/files/airquality/Sirk_AQ_honeybees.pdf