Jak morfologie včel ovlivňuje jejich ekologickou roli a rozmanitost?

Včely, jako jeden z nejdůležitějších hmyzích opylovačů, mají složitou morfologii, která přímo souvisí s jejich ekologickými funkcemi. Tato morfologie, ať už se jedná o jejich oči, ústní ústrojí, nebo strukturu těla, umožňuje včelám efektivně vykonávat své role v přírodních ekosystémech. Zároveň je morfologie včel klíčová pro jejich taxonomickou klasifikaci a identifikaci jednotlivých druhů.

Jedním z nejvýraznějších rysů včel je jejich složené oko, které je tvořeno tisíci ommatidií. Tento typ oka umožňuje včelám vnímat širokou škálu vizuálních informací, což je nezbytné pro orientaci v krajině a pro rozpoznávání květin, které jsou hlavními zdroji potravy. Antény, které nesou chemoreceptivní a taktilní receptory, jsou složeny z několika segmentů, jejichž počet se liší mezi samci a samicemi, obvykle se pohybuje mezi 10 a 11 segmenty. Tato struktura antén je důležitá nejen pro vnímání chemických signálů, ale i pro komunikaci mezi jedinci včelího společenství.

Ligula, segmentovaný útvar, je dalším klíčovým prvkem v morfologii včel. Je to struktura, která hraje zásadní roli ve způsobu získávání potravy. Délka ligula je přizpůsobena různým typům květů a jejich specifickým morfologickým rysům. Včely, které mají prodlouženou ligula, mohou získávat nektar i z květů s těžko přístupnými nektárii, jako jsou květy s trubkovitými nebo zvonkovitými korunami. Tento typ včel je označován jako L-T včely. Naopak včely s kratší ligula, tedy S-T včely, se soustředí na květy s jednodušší strukturou nektárií, které jsou snadněji přístupné. Délka ligula je také ovlivněna velikostí jedince, což znamená, že větší včely s kratší ligula mohou stále využívat květy s vysoce specializovanými vlastnostmi.

Thorax včel, jak je znázorněno na ilustracích, se skládá ze tří segmentů: prothoraxu, mesothoraxu a metathoraxu. Právě druhý a třetí segment nesou křídla, jejichž tvar a uspořádání jsou nezbytné pro klasifikaci včel. Venace a buňky na křídlech jsou charakteristickými znaky, které umožňují rozpoznání konkrétních skupin včel. Nožní appendage včel jsou rovněž důležitou morfologickou strukturou, která se skládá z několika částí: coxae, trochanteru, femuru, tibie a tarsus. Tarsus, rozdělený do pěti částí, končí pretarsusem s dvěma drápy, které pomáhají při pohybu po povrchu a sběru pylu.

U samiček včel, zvláště na tibii zadních nohou, se nachází struktura nazývaná scopa. Tato specializovaná struktura je tvořena jemnými chlupy, které slouží k transportu pylu. V některých druzích včel se pyl shromažďuje také na dalších částech těla, což vede k tvorbě dalšího specializovaného útvaru - corbiculy. Pyl zůstává v corbicule a je přenášen zpět do hnízda. Tento typ včel se nazývá podilegiózní, což znamená, že mají specializovanou schopnost sbírat a přepravovat pyl.

Abdomen včel, které je rozdělitelné na deset somitů, má také morfologické rysy, které jsou důležité pro taxonomii a ekologické funkce. U samic jsou viditelné pouze six somity, u samců sedm, což je důsledkem fúze nebo redukce segmentů. Tato část těla obsahuje reprodukční orgány. U samic je v oblasti břicha přítomný bodavý aparát, který je schopen vpravit jed do těla predátora nebo konkurenta. Tento bodavý aparát je důležitým ochranným mechanismem a často slouží k obraně před predátory nebo v rámci páření.

Jaká je distribuce včel v Evropě a co určuje jejich rozmanitost?

Včely představují skupinu hmyzu, která je nejen taxonomicky, ale i ekologicky nesmírně rozmanitá po celém světě. Evropská včelí fauna není v tomto ohledu výjimkou. Seznam druhů evropských včel, který byl nedávno revidován (Ghisbain et al., 2023b), zahrnuje celkem 2138 druhů. To znamená, že z přibližně 20 000 známých druhů včel na celém světě tvoří evropské včely asi 10 % této globální diverzity, a to přesto, že Evropa představuje pouze 7 % všech pevninských biotopů planety.

Mezi nejvýznamnější a ekologicky nejrozmanitější rodiny včel patří Apidae, která zahrnuje více než 600 druhů, včetně medonosné včely (Apis mellifera) a bzučivých včel (Bombus spp.). Naopak rodina Melittidae je z hlediska diverzity nejchudší, s pouhými 40 popsanými druhy. Geografické rozložení evropských včel vykazuje zřetelné biogeografické trendy. Nejvyšší diverzitu druhů lze najít v jižní Evropě, přičemž největší bohatství včel je soustředěno v oblastech s otevřeným prostředím a nízkým krytím stromů.

Jižní Evropa, se svým středomořským klimatem a převahou otevřených vegetačních formací, je tedy oblastí s nejvyšší rozmanitostí včel. Tyto oblasti zahrnují i významnou část endemických druhů. Nejbohatší oblasti na diverzitu včel v Evropě leží v těsné blízkosti dvou hlavních center diverzity západního Palearktického regionu: Maroka na západě a Turecka a Íránu na východě. Země jako Řecko a Španělsko patří k těm s nejvyšší rozmanitostí včel, přičemž od těchto center diverzity směrem na sever a východ dochází k postupnému poklesu početnosti a diverzity druhů.

Geologická historie Evropy měla zásadní vliv na současnou biogeografii včel. Na konci terciéru a v plném kvaternárním období byla Evropa rozsáhlým mořem, roztroušeným ostrovy, složitými pobřežními liniemi a hojností poloostrovů. Tento komplexní vzorec moří a pohoří vytvořil překážky pro šíření druhů, ale zároveň poskytoval mikroklimatické ochrany, které podporovaly izolaci mezi geografickými celky, což vedlo k výskytu endemických taxonů. Tento proces izolace byl ještě podpořen geologickými událostmi, jako byla Messinská krize (5,5 milionu let BP), kdy se Středozemní moře několikrát vysušilo a ztratilo spojení s Atlantikem. Tento fenomén umožnil včelám a dalším organismům migrovat mezi pevninskou Evropou a jejími ostrovy, což formovalo jejich současné rozložení.

V současnosti jsou včely v Evropě rozšířeny podle různých biotopů. Některé druhy jsou rozšířeny od jižní po severní Evropu (například Halictus rubicundus), zatímco jiné jsou specifické pro středomořské ekosystémy a jejich distribuce je omezena na západní (například Dasypoda crassicornis) nebo východní (například Hoplitis manicata) části kontinentu. Některé druhy mají rozšíření, které je soustředěno na kontinentální oblasti Evropy, ovládané stepi (například Nomiapis femoralis).

I když platí, že včelí komunity v jižních oblastech Evropy jsou mnohem bohatší na druhy než ty v severních regionech, existují výjimky. Druhy rodu Bombus (bzučivky) vykazují silnou diverzitu především v severnějších oblastech a jejich početnost roste s vzdáleností od středomořského pobřeží. Bzučivky jsou téměř jedinými včelami, které jsou běžné i na sever od 60. rovnoběžky, a to i ve vysokých nadmořských výškách, kde se vyskytují nad 2000 m n.m., například v Alpách nebo Pyrenejích.

Tento vzorec distribuce je pravděpodobně spojen s vysoce vyvinutou endotermií bzučivek a jejich eusociálním chováním, které umožňuje regulaci teploty na úrovni celého hnízda. Avšak i některé další druhy včel, které nejsou bzučivkami, vykazují rozšíření související s arktickými a montánními klimatickými podmínkami, například Dufourea alpina nebo Panurginus herzi.

Je důležité si uvědomit, že rozmanitost a distribuce včel v Evropě nejsou pouze výsledkem historických a geologických procesů, ale také stále se vyvíjejících ekologických a klimatických podmínek. Tyto faktory budou i nadále formovat jak rozšíření, tak i přítomnost včel v různých evropských regionech, a to zejména v kontextu změny klimatu. Proto je nezbytné sledovat a chránit biotopy, které podporují jejich diverzitu, a to nejen pro zachování včel samotných, ale i pro stabilitu ekosystémů, které tyto včely podporují.

Jak mikrobiota včel ovlivňuje jejich zdraví a ekologii?

Mikrobiota včel představuje složitý a dynamický soubor mikroorganismů, který hraje klíčovou roli v jejich zdraví, vývoji a ekologické interakci s prostředím. Včely, a zejména divoké druhy, jako jsou Osmia a Xylocopa, jsou vystaveny širokému spektru mikrobiálních komunit, které se mohou lišit podle geografie, vývojového stádiu nebo druhu včely. V posledních letech byly díky novým technologiím, jako je metagenomika, přineseny cenné informace o složení mikrobioty včel a jejích funkcích. Přesto však stále existuje mnoho nejasností a prostor pro hlubší porozumění.

U včel medonosných (Apis mellifera) je dobře zdokumentována přítomnost specifických bakterií, které kolonizují jejich trávicí systém. Mezi hlavní druhy patří Snodgrassella alvi, Gilliamella apicola, Lactobacillus Firm-4, Lactobacillus Firm-5 a Bifidobacterium asteroides. Tyto bakterie se nacházejí v různých částech trávicího traktu včel, přičemž S. alvi a G. apicola jsou lokalizovány především v první části zadního střeva, zatímco Lactobacillus a Bifidobacterium se vyskytují více v distálním střeve, konkrétně v konečníku. Tento soubor mikroorganismů je klíčový pro trávení, fermentaci a ochranu včel před patogeny.

Vedle těchto základních druhů je trávicí mikrobiota včel medonosných obohacena o několik dalších, méně přítomných bakterií, které mohou hrát důležitou roli ve specifických ekologických podmínkách. Mezi ně patří Frischella perrara, která je striktě lokalizována v pylorickém ventilu, a bakterie jako Bartonella apis, Parasaccharibacter apium a Gluconobacter skupiny Alpha 2.1, které nemají vyhraněné niche, ale jsou přítomny v hnízdě. Tyto mikroorganismy mohou být důsledkem kontaktu s prostředím úlu a mohou přispět k obohacení mikrobiální diverzity včel.

U divokých včel, jako je Osmia nebo Xylocopa, je složení mikrobioty ještě složitější a má tendenci se měnit v závislosti na věku včely a její ekologické nika. Například larvy včel Osmia bicornis mohou hostit různé bakterie, mezi něž patří Acetobacter, Bifidobacterium, Lactobacillus nebo Pseudomonas. Složení těchto mikrobů se výrazně liší podle geografických oblastí, což naznačuje vliv prostředí, jako je klima, dostupnost květin a dalších přírodních faktorů.

Včely jsou nejenom důležitými opylovači, ale také nositeli mikrobiálních komunit, které se mohou šířit mezi různými druhy. Včelí mikrobiota může mít významný vliv na zdraví celých populací a ekosystémů, protože mikrobiota může ovlivnit imunitní systém včel a jejich schopnost čelit infekcím. Kromě toho mikrobiální komunity mohou být důležitým faktorem pro výběr včel, které jsou schopné odolávat specifickým environmentálním stresům, jako jsou pesticidy nebo změny v prostředí.

Důležitým faktem, který by si čtenář měl uvědomit, je, že mikrobiota včel je výsledkem složité interakce mezi genetickými faktory, prostředím a chováním jednotlivých včel. Kromě základních mikroorganismů, které se nacházejí v trávicím traktu, je důležité zohlednit i mikrobiomové společenství na povrchu těla včely, na pylu nebo v propolisu. Tyto mikrobiální komunity mohou hrát roli v ochraně včel před patogeny, ale také mohou ovlivňovat ekologické interakce mezi včelami a jejich prostředím.