Změny ve využívání krajiny, kolísání teploty a používání pesticidů mají zásadní vliv na rostlinné a mikrobiální společenstva, která jsou vysoce citlivá na vlivy prostředí (Voulgari-Kokota et al. 2019a, b; Gaspar et al. 2022; Cavigliasso et al. 2022). Tyto faktory vyvolávají obavy o schopnost divokých včel obnovovat svou mikrobiotu, jak se zvyšuje vliv antropogenní činnosti. Na druhé straně, včely, které nejsou korbiculate (tedy nemají tzv. košíčky na nohou pro sběr pylu), ale jsou fakultativně sociální, jako je rod Xylocopa, rovněž dominují členy core mikrobioty, kterou lze pozorovat i u medonosných včel a čmeláků. Mezi těmito mikroorganismy patří rody jako Bombilactobacillus, Bombiscardovia a Bifidobacterium (Alberoni et al. 2019; Holley et al. 2022; Handy et al. 2023; Gu et al. 2023). Tyto velké včely tesařky se sice zapojují do sociálních interakcí na společných hnízdištích, ale mohou dědit běžné bakterie, které jsou běžné v rodině včel Apidae a jsou spojeny jak s korbiculate medonosnými včelami, tak čmeláky (Alberoni et al. 2019; Holley et al. 2022; Handy et al. 2023; Gu et al. 2023).

Hnízda samotářských včel jsou vysoce zranitelná vůči vlivům prostředí, a jejich larvy se spoléhají na mikrobiální společníky, kteří je chrání před nemocemi způsobenými patogenními mikroby. Zejména kyselomilné bakterie v hnízdech samotářských včel fungují jako přirozená obrana proti růstu plísní v těchto hnízdech (McFrederick et al. 2012; Figueroa et al. 2021; Nguyen and Rehan 2023). Bakteriální kmeny izolované z těchto hnízd vykazují silnou antifungální a antibakteriální aktivitu v experimentálních testech (Keller et al. 2013; Voulgari-Kokota et al. 2019c), což ukazuje na významný vliv environmentálních faktorů na jejich vznik (Potts et al. 2005; Keller et al. 2018; Harmon-Threatt 2020; Olynyk et al. 2021; Gaspar et al. 2022; Chui et al. 2022; Cavigliasso et al. 2022). Kromě toho se larvy samotářských včel vyvíjejí v buňkách, které obsahují hojný zásobník nektaru, jenž je nezbytný pro jejich růst. Matka obvykle tyto buňky uzavře po položení vajíček, a larvy přímo konzumují pyl, ke kterému jsou bezpečně připevněny. Prospěšné mikroby pravděpodobně pomáhají při fermentaci a trávení pylu v buňkách, zatímco larvy se živí. Kmeny Bacillus a Lactobacillus izolované z hnízd samotářských včel vykazují schopnosti k katabolismu a fermentaci (Gilliam et al. 1984; McFrederick et al. 2013; Lozo et al. 2015; Nguyen and Rehan 2023).

Výjimečný druh Lactobacillus, který je spojený se samotářskými včelami, byl identifikován jako nositel širokého spektra lyzních enzymů, včetně pektát-lyáz, které usnadňují trávení pylových intínů (McFrederick et al. 2013, 2017, 2018; Vuong et al. 2019; Kapheim et al. 2021; Liu et al. 2023). Tyto enzymy mohou být získány z květin, které působí jako centra pro přenos bakterií. Zajímavé je, že tyto enzymy jsou nepřítomné u příbuzných kmenů Lactobacillus, jak ukázala komparativní genomika (McFrederick et al. 2013; Vuong et al. 2019). Nedávný výzkum poskytl další důkazy o tom, že mikroby, zejména ty z pylových zdrojů, jsou součástí stravy včel. Významná část přijatých aminokyselin může být vysledována zpět na mikrobiální zdroje (Steffan et al. 2019; Voulgari-Kokota et al. 2019c). U samotářských včel se zdá, že environmentální faktory hrají rozhodující roli při formování struktury a dynamiky bakteriálních společenstev v hnízdech a u larev. Výzkum ukázal, že odlišné bakteriální společenstva jsou spojena s různými vývojovými stadii larev Osmia bicornis (Mohr and Tebbe 2006; Kapheim et al. 2021). Bakteriální společenstva ve pylových zásobách hnízd včel O. bicornis, O. caerulescens a Megachile rotundata vykazují změny během vývoje larev, což souvisí se snížením počtu bakterií z květin (Voulgari-Kokota et al. 2019b; Kapheim et al. 2021; Tuerlings et al. 2023). Ačkoliv nejsou v současnosti dostupná data o vlivu metamorfózy na mikrobiotu samotářských včel, sdílené fyziologické rysy s medonosnými včelami naznačují, že samotářské včely mohou vycházet jako dospělí bez mikrobioty (Voulgari-Kokota et al. 2019c; Nguyen and Rehan 2023). Tato zjištění naznačují, že dospělé samotářské včely získávají bakterie především z prostředí hnízda nebo prostřednictvím společných květinových zdrojů (McFrederick et al. 2017; Rothman et al. 2019a; Cohen et al. 2020; Stevenson et al. 2022; Nguyen and Rehan 2023).

Mikrobiota divokých včel hraje klíčovou roli ve zdraví včel a jejím fungování. U sociálních divokých včel je přenos symbiontů a udržování stabilní mikrobioty usnadněno sociálními interakcemi, což zajišťuje stabilní mikrobiální složení. Naopak u samotářských včel jsou cesty přenosu mikrobioty ovlivněny primárně environmentálními faktory, jako jsou rostliny, klima a využívání krajiny. Složení mikrobioty se tedy může mezi různými druhy včel významně lišit. Funkční role bakterií, které se vyskytují napříč různými druhy včel, zahrnují ochranu před patogeny, podporu odolnosti vůči environmentálním stresům, metabolické přeměny a zachování zásob potravy. Pokroky v technikách studia mikrobiálních společenstev nám poskytují stále lepší nástroje pro pochopení dynamiky mikrobioty, což přispívá jak ke zdraví včel, tak k ochraně životního prostředí.

Jak správně identifikovat a sbírat včely: Praktický průvodce pro terénní i laboratorní výzkum

Včely mají v přírodě unikátní roli, kterou hrají nejen jako opylovači, ale i jako druhy s rozmanitou ekologickou strategií a chováním. Ačkoliv některé včely jsou solitérní, většina z nich je součástí sociálních kolonií, které jsou časté především v prostředích, kde je člověk aktivní. Tato přítomnost je částečně podporována jejich vysokou schopností letu, spoluprací při shánění potravy a v některých případech i podporou lidí při zakládání nových kolonií. V Evropě jsou dvěmi nejběžnějšími zástupci sociálních včel druhy Apis mellifera Linnaeus, 1758 (včela medonosná) a Bombus Latreille, 1802 (bumblebee), jejichž samice při sběru pylu vykazují jedinečné chování. Smíchávají pyl s nektarem a slinami, čímž vytvářejí zvlhčené hromady pylu na svých zadních nohách. Při pozorování těchto včel na různých květinách lze snadno zjistit, jak široký je jejich záběr v oblasti sběru nektaru a pylu.

Na druhé straně solitérní včely, jak už název napovídá, nevyhledávají skupiny k životu, ale preferují určité prostředí, které odpovídá jejich potřebám. Některé druhy mají konkrétní požadavky na místo hnízdění, jako jsou například rozvolněné zemní banky, zdi nebo kamenné plochy. Příkladem může být otevřená plocha s řídkou bylinnou vegetací, která je domovem zemních včel, jako je Andrena Fabricius, 1775. Takové oblasti se vyznačují vysokou diverzitou kvetoucích rostlin, což včelám poskytuje bohaté možnosti pro sběr pylu.

Pokud jde o potravní preference, včely vykazují specifické vzory. Některé druhy jsou polylektické, což znamená, že sbírají pyl z širokého spektra rostlin. Naopak, oligolektické včely se specializují na sběr pylu pouze z jedné nebo několika rostlinných skupin. Tato specializace je rozhodující pro ekologickou strategii včel, protože různý druh rostlin poskytuje různé nutriční hodnoty a mohou být různě dostupné v různých obdobích roku.

Dalšími důležitými faktory pro správnou identifikaci včel jsou morfologické znaky. Při pozorování včely je důležité se zaměřit na detaily jako jsou struktura křídel, tvar nohou a rozměry různých částí těla. Když včela sbírá pyl, může to sloužit jako vodítko pro její určení, protože tento způsob sběru je často charakteristický pro konkrétní druh nebo skupinu druhů.

Pro terénní výzkum a dokumentaci včel je nutné sbírat dostatečně kvalitní vzorky. To zahrnuje rychlé usmrcení včely při jejím chycení, aby nedošlo k jejímu poškození. Nejlepším způsobem pro sběr je použití entomologické síťky a následné umístění včely do speciální nádoby (např. zabíjecí sklenice) nebo její zmrazení. Je nezbytné sbírat co nejvíce informací o místě, čase a podmínkách sběru, což bude velmi cenné při pozdější identifikaci.

Příprava vzorků je klíčová pro jejich správné uchování a analýzu. Při preparaci je důležité dbát na to, aby byly správně umístěny všechny hlavní morfologické části včely, jako jsou nohy, křídla, tykadla a ústní ústrojí. Včely by měly být sušeny na rovné ploše, což zajišťuje správnou orientaci těla a umožňuje detailní pozorování.

Pokud jde o uložení vzorků, nejlepší je je uchovávat v entomologických boxech, které jsou chráněny před vlhkostí a teplem. Tyto boxy by měly být umístěny v hermeticky uzavřených skříních nebo plastových sáčcích a v případě potřeby zmrazeny, pokud se objeví známky výskytu škůdců nebo plísní.

Vysoká rozmanitost včelích druhů v konkrétní oblasti může znamenat, že na jednom čtverečním kilometru může být zaznamenáno více než 100 druhů včel. Tato informace je zásadní pro vysoce specializované studie a dlouhodobé monitorování, kdy je potřeba shromažďovat data po několik let.

Kromě samotné identifikace a sběru vzorků by měl výzkumník věnovat pozornost ekosystémům, v nichž včely žijí, a rovněž detailněji prozkoumat druhy rostlin, které tyto včely opylují. K tomu může být užitečné rozpoznání specifických znaků rostlin, které včely preferují, a porozumění vzorcům jejich sezónní aktivity. To vše

Jak správně shromažďovat a analyzovat vzorky v DNA barcodingu v entomologii

V procesu identifikace včel pomocí DNA barcodingu je nezbytné začít správným sběrem vzorků a správným uchováváním těchto vzorků. Výběr správné metody sběru je klíčový, protože kvalitní vzorek ovlivňuje přesnost následné molekulární analýzy. Nejčastěji používané metody sběru včel zahrnují různé druhy sítí, jako je síť na švihání, nebo pasivní metody, jako jsou Malaise pasti či panové pasti, přičemž volba metody závisí na konkrétním účelu výzkumu. Při sběru včel pomocí švihací sítě, která umožňuje jednotlivé sbírání exemplářů, je možné dosáhnout nejlepšího zachování DNA, neboť tímto způsobem není vzorek vystaven kontaminaci z jiných jedinců.

Po sběru vzorků je nesmírně důležité správně zajistit jejich konzervaci, aby nedocházelo k degradaci DNA. Nejlepším způsobem, jak uchovat DNA, je použití alkoholu (95–100 %), případně propylenglykolu, které minimalizují degradaci DNA. Další možností je použití RNA later nebo uchování vzorků v chladničkách, což pomáhá zamezit degradaci DNA až do okamžiku analýzy. Etanol je ideální pro konzervaci DNA, a pokud je po 12 až 18 hodinách vyměněn, zajišťuje se tím lepší zachování vzorku.

Pokud jsou včely sbírány pomocí etylacetátu, je důležité, aby byl vzorek do 6 hodin podroben disekci, protože po této době začíná DNA degradovat. Pokud není možné provést disekci okamžitě, je nutné nechat mikrotrubici otevřenou na chvíli, aby se etylacetát odpařil, což také pomůže ochránit DNA. Kromě etylacetátu jsou běžně používané i jiné chemikálie, jako je chloroform, kyanid nebo čpavek. Při použití těchto látek je rovněž nezbytné co nejdříve provést disekci, ideálně do 1 hodiny, aby nedošlo k poškození DNA.

Pro správnou molekulární analýzu DNA barcodingu je kladeno důraz na dodržování aseptických podmínek, například použití sterilních rukavic, laminačních boxů a alkoholu k dezinfekci povrchů. Množství DNA, které se úspěšně extrahuje, je často velmi malé, což znamená, že lze provádět analýzu i na částečně degradovaných vzorcích. Po extrakci DNA je nutné stanovit její koncentraci, aby se ověřilo, zda byla extrakce úspěšná a zda obsahuje dostatečné množství DNA pro PCR amplifikaci. Měření koncentrace DNA lze provést pomocí spektrofotometru, který umožňuje měření absorbance při specifických vlnových délkách.

V případě, že extrahovaná DNA vykazuje nízkou koncentraci, lze upravit parametry PCR amplifikace tak, aby bylo možné získat více DNA amplikonů. Naopak při nadměrné koncentraci DNA je nutné provést ředění před samotnou amplifikací. Kromě toho je nutné zajistit vhodné uchovávání extrahované DNA; pro krátkodobé skladování je ideální teplota –20 °C, pro dlouhodobé skladování –80 °C.

V muzeálních sbírkách, které obsahují holotypy nebo vzácné exempláře, mohou být k dispozici vzorky, které jsou neocenitelné pro DNA barcoding a jiné molekulární analýzy. Ačkoliv muzeální vzorky představují cenný materiál, práce s nimi je limitována jejich degradací v průběhu času a metodami, které minimálně narušují vzorek. V současnosti existují metody, které umožňují získat DNA z muzeálních vzorků, aniž by došlo k jejich zásadní destrukci, avšak tyto metody jsou stále ve vývoji a zaměřují se na minimální zničení vzorku.

Kromě metod sběru a uchovávání vzorků je kladeno důraz na spolupráci mezi taksonomickými odborníky a molekulárními biology. Vzorky, které nejsou identifikovatelné pomocí standardních databází, mohou být spojeny s novými druhy, avšak pouze po konzultaci s odborníkem. Taková spolupráce vyžaduje nejen zajištění kvalitního vzorku pro analýzu, ale i plánování, neboť proces extrakce DNA často vyžaduje zničení určité části organismu, což může ztížit morfologickou identifikaci.

Závěrem je třeba si uvědomit, že správné sbírání, uchovávání a analýza vzorků jsou základními kroky, které zajišťují úspěšnost DNA barcodingu. Kromě toho je kladeno důraz na ochranu integrity vzorku během analýzy, což vyžaduje důsledné dodržování technických protokolů a vysoké standardy v laboratoři.

Jak efektivně využívat pasti pro sběr opylovačů a jiných hmyzu

Vědecký výzkum a sběr hmyzu pro různorodé ekologické studie vyžaduje pečlivý výběr správných metod. Pasti představují efektivní nástroj pro monitorování hmyzu, zejména v případech, kdy je obtížné pozorovat hmyz v přirozených podmínkách nebo když je potřeba získat reprezentativní vzorky pro analýzu biodiverzity. Tento text se zaměřuje na různé typy pastí a jejich specifika v použití pro sběr hmyzu, přičemž zdůrazňuje nejen účinnost těchto metod, ale i jejich limity a aplikace.

Jedním z nejběžněji používaných typů pastí pro sběr hmyzu jsou pasti typu „pan trap“ (také známé jako „bowl traps“ nebo „Moericke traps“). Tato metoda je obzvlášť populární při sběru včel. Pasti tohoto typu jsou cenově dostupné, nevyžadují složité školení pro sběratele a lze je snadno rozmístit v terénu, což umožňuje efektivní shromažďování velkých množství vzorků. Pan trap obvykle spočívá v barevném plastovém poháru nebo misce naplněné vodou či jinou kapalinou, která slouží jako usmrcovací činidlo. Někdy je přidáváno malé množství bezfrézního saponátu k narušení povrchového napětí. Barevné misky, obvykle žluté, modré nebo bílé, lákají hmyz, zejména včely, díky jejich atraktivitě. Když je metoda použita správně, pan trap může poskytnout široký vzorek hmyzu, a to jak v rámci času, tak i v rozmanitosti druhů.

Dalším známým typem pasti je pasti typu „pitfall trap“ (spadová past). Tyto pasti jsou často používány pro sběr epigeálních artropodů a existuje celá řada modifikací tohoto designu. Základní konstrukce spočívá v otevřené nádobě zasazené do země, přičemž okraj nádoby je na úrovni povrchu substrátu nebo mírně pod ním. Jakmile hmyz nebo jiný artropod spadne do pasti, nemůže se z ní dostat ven. V některých případech je do pasti přidán trychtýř, který zabraňuje úniku, a také ochranný kryt, který blokuje déšť a zbytky. Pasti mohou být použity suché nebo částečně naplněné konzervačními prostředky, které udržují zachycené vzorky v dobrém stavu pro další analýzu. Použití pitfall pastí je velmi rozšířené mezi entomology a ekologickými výzkumníky, protože umožňuje snadné a efektivní zachycení hmyzu z povrchových vrstev. Vhodná metodologie pro použití těchto pastí zahrnuje specifikace jako průměr 9–11 cm, transparentní kryt a intervaly vzorkování přibližně každých 7 dní. Pitfall pasti se používají především pro sběr mravenců (Hymenoptera), brouků (Coleoptera) a dalších skupin hmyzu.

Ne všechny pasti však slouží pouze k zachycení náhodného hmyzu. Některé metody, jako například pasti s návnadami, umožňují zaměřit se na specifické taxony. Pasti pro sběr orchidejových včel (Apidae: Euglossini) v neotropických lesích jsou příkladem takové specifické metody. Tyto včely jsou důležitými opylovači pro komerčně významné plodiny, jako jsou kaučukovníky a brazilské ořechy. Návnady, které se používají v těchto pastích, obvykle zahrnují chemické látky jako benzylacetát, cineol, eugenol nebo vanilin, a cílem je přitáhnout samce orchidejových včel, což pomáhá monitorovat jejich aktivity. Výhodou použití návnad je schopnost zaměřit se na specifické druhy, které mají rychlý let a jsou aktivní během celého dne, což může být velmi užitečné pro studium konkrétních ekologických rolí těchto včel.

Modifikované varianty tradičních metod pastí, jako je modifikovaná okénková past (window trap) uvedená Knuff et al. (2019), představují vylepšení, která mohou výrazně zvýšit efektivitu sběru. Tato past byla navržena tak, aby byla efektivnější než tradiční modely, přičemž její konstrukce zahrnuje optimalizovanou schopnost přitahovat a zachytávat hmyz, zejména ten, který navštěvuje květy.

Pasti mohou být velmi účinné pro sběr a monitorování hmyzu, ale je důležité mít na paměti několik zásadních faktorů. První z nich je, že pastí je třeba používat s ohledem na specifické ekologické cíle. Zatímco některé pasti mohou být zaměřeny na konkrétní druhy nebo skupiny hmyzu, jiné metody mohou poskytnout širší přehled o biodiverzitě a ekosystémech. Výběr pastí, jejich umístění, intervaly sběru a použití návnad jsou faktory, které mohou zásadně ovlivnit výsledky sběru a interpretaci dat.

Pasti pro sběr hmyzu, i když jsou velmi užitečné, mají i své limity. Musí se brát v úvahu, že zachycení hmyzu je často náhodné a některé pastí mohou zachytit nežádoucí druhy. Včely a další opylovači mohou být zachyceni jako vedlejší úlovek v pastích určených pro jiné druhy hmyzu. Tato skutečnost by měla být vzata v úvahu při analýze dat, aby se předešlo nesprávným závěrům o ekologických vztazích a aktivitách opylovačů.

Jak efektivně používat pasti a hotelky pro včely: metodologie a výhody

Pro studium včelích populací a biodiverzity, stejně jako pro efektivní podporu opylování, se často používají různé metody sběru vzorků. Mezi nejběžnější nástroje patří pasti, hotelky pro včely a speciální sběrové nástroje, které umožňují podrobně zkoumat různé aspekty života včel. Každá z těchto metod má své výhody a omezení, které je třeba vzít v úvahu při jejich výběru a aplikaci v terénu.

Trapové hnízda, která se používají k monitorování včelích populací, jsou jednou z nejběžnějších metod. Tato zařízení se instalují do terénu před obdobím kvetení a odstraňují se po něm, aby se následně analyzovaly v laboratoři. Pasti mají tu výhodu, že mohou být používány po dlouhou dobu a umožňují detailní sledování demografických parametrů včel, jako je poměr pohlaví, reprodukční výstupy nebo individuální fitness. Díky těmto metodám je možné sledovat predátory a parazity, kteří ovlivňují vývoj potomků. Mnohé z těchto pastí jsou navrženy tak, aby byly schopny zachytit konkrétní druhy včel podle velikosti otvorů v hnízdech. Důležitým přínosem je také schopnost propojit samce a samice a sledovat jejich vzorce chování.

I přes své výhody má používání trapových hnízd několik nevýhod. Jsou omezeny na včely, které hnízdí v dutinách, a ne všechny druhy jsou ochotny tato hnízda využívat. Dále závisí úspěšnost metody na velikosti otvoru v hnízdě, materiálu pasti a jejím umístění. Kromě toho je tento přístup časově náročný, protože vyžaduje pravidelnou kontrolu hnízd a následnou péči o larvy.

Hotelky pro včely, které jsou v podstatě vylepšenou verzí trapových hnízd, jsou často umisťovány v veřejných parcích a dalších otevřených prostorech s cílem podpořit populace divokých včel. Tyto hotelky jsou široce studovány a používány nejen pro monitorování místní včelí diverzity, ale také pro zlepšení opylovací služby pro plodiny nebo studium vztahů mezi hostiteli a parazity. Každý hotel bývá navržen s ohledem na různé druhy včel, přičemž je nutné zajistit, aby byl dostatečně chráněn před nepůvodními druhy, jako je například včela Megachile sculpturalis, která může ohrozit domácí druhy. I když jsou hotelky pro včely oblíbené pro svou jednoduchost, i zde platí, že jejich účinnost se může lišit v závislosti na velikosti otvorů a materiálu, z něhož jsou vyrobeny.

Další metodou sběru včel, která získává na popularitě, jsou pasti s kužely, které se používají v různých typech krajinných prostředí. Například v některých oblastech, kde se vyskytují škodlivé druhy, mohou takové pasti fungovat jako nástroj k regulaci jejich populací, přičemž zároveň umožňují monitorování přítomnosti včel. Kuželové pasti, i když jsou efektivní při sběru některých druhů, vyžadují detailní analýzu a mohou mít omezenou schopnost zachytit různé druhy včel, pokud jsou příliš selektivní.

Výběr správné metody sběru vzorků závisí na specifických výzkumných cílech. Například použití pestrobarevných pan pastí v lesních ekosystémech nebo v pouštních oblastech poskytuje cenné informace o diverzitě a bohatství druhů včel, přičemž každá metoda má své výhody a omezení v závislosti na lokalitě a sezóně. K tomu je důležité věnovat pozornost nejen metodám sběru, ale i struktuře prostředí, které může výrazně ovlivnit výsledky výzkumu.

Je třeba mít na paměti, že metoda sběru vzorků by měla být zvolena nejen podle ekologických potřeb, ale i podle konkrétních cílů studie. Každá metoda má své silné a slabé stránky, které mohou ovlivnit výsledky. Proto je důležité provádět pravidelnou validaci metod a průběžně upravovat experimenty podle zjištěných dat.

Jak se fotografie mění v hodnotu a moc v americké kultuře: Případ Williams
Jak těžké kovy a mikroplasty ovlivňují ekosystémy a zdraví?
Jak mikrobiom ovlivňuje zdraví včel a jiných opylovačů?
Jak správně řídit hypoglykémii u pacientů s diabetem
Jak napsat kvalitní rukopis pro vědeckou publikaci a co je důležité vědět o procesu publikace?