Jak pesticidy ovlivňují samotářské včely?

Pesticidy, které se běžně používají v zemědělství, mají výrazný vliv na zdraví včel, a to nejen na včely medonosné, ale i na samotářské druhy. V posledních letech vědci zjistili, že některé chemikálie, i když se aplikují v nižších koncentracích, mohou mít dlouhodobé a nepříznivé účinky na samotářské včely, které jsou klíčové pro opylování a zdraví ekosystémů. Tento text se zaměřuje na konkrétní příklady pesticidů, které ovlivňují různé druhy samotářských včel.

Pesticidy jako imidakloprid, thiakloprid, sulfoxaflor a další neonicotinoidy mají přímý vliv na přežití, reprodukci a chování včel. Například studie prokázaly, že imidakloprid, když je včelám podán orálně, může způsobit snížení reprodukce a růstu populace O. lignaria (včela samotářská), a to i při jednorázové aplikaci. Tato aplikace pesticidu může mít trvalý efekt, který ovlivňuje celou generaci těchto včel. Stejný pesticid, aplikovaný ve kombinaci s omezeným přístupem k potravě, působí synergicky a ještě více zhoršuje reprodukční schopnosti.

Kombinace imidaklopridu a jiných chemických látek, jako je acetamiprid a fungicid myklobutanyl, neměla výrazný synergický efekt na délku života včel nebo na vývoj jejich vaječníků, ale všechny kombinace obsahující imidakloprid měly za následek snížení spotřeby potravy, poruchy termogeneze a sníženou aktivitu včel. Pesticidy tedy nejen že zvyšují úmrtnost včel, ale mohou ovlivnit jejich biologické procesy, jako je termoregulace, která je klíčová pro přežití v extrémních podmínkách.

Dalším významným příkladem je výzkum týkající se účinků thiaklopridu na včely O. bicornis. Při aplikaci tohoto pesticidu na larvy došlo k prodloužení vývojového času a vyšší mortalitě. Při použití vyšších koncentrací thiaklopridu se snížil počet hemocytů a byla oslabena antibakteriální aktivita hemolymfy (tekutina, která včely používají k obraně proti patogenům). Tento efekt měl nejen na samce, ale také na samice, i když ve vyšších dávkách. Tyto změny v imunitním systému mohou výrazně ovlivnit schopnost včel bránit se infekcím a přežít v náročných podmínkách.

Samotářské včely, jako Megachile rotundata a Nomia melanderi, vykazují různou citlivost na pesticidy. Studie zjistily, že M. rotundata je mnohem citlivější na thiakloprid než včely medonosné, což naznačuje, že citlivost na pesticidy může mezi druhy včel značně kolísat. Tento jev je důležitý nejen pro ochranu konkrétních druhů, ale i pro pochopení širšího vlivu pesticidů na biodiverzitu.

Co tedy znamená pro ochranu samotářských včel? Především je nutné věnovat pozornost nejen samotným pesticidům, ale i jejich kombinovaným účinkům, které mohou být ještě nebezpečnější než jejich jednotlivé použití. Dále je důležité zlepšit porozumění tomu, jak různé druhy včel reagují na chemikálie, a jak mohou přetrvávat negativní účinky pesticidů po několik generací. To všechno hraje klíčovou roli v ochraně biodiverzity a zdraví našich ekosystémů.

Jak květiny klamou opylovače: Od potravinové decepce po sexuální podvod

Ve světě rostlin existuje celá řada různých strategií přitahujících opylovače. Některé z nich se zaměřují na skutečné odměny, jako je nektar nebo pyl, ale existují i strategie, které jsou postavené na lži, kde rostlina nabízí opylovačům „odměnu“, kterou nikdy neplní. Tyto klamné strategie se vyskytují v mnoha různých formách a mají zásadní vliv na interakci mezi rostlinami a jejich opylovači.

Rostliny mohou v některých případech využívat teplo jako primární odměnu pro opylovače, jak ukazují příklady z oblasti Středomoří, kde určité druhy kosatců přitahují samce samotářských včel. Tyto včely nejsou přitahovány nektarem, ale teplým, chráněným útočištěm, které rostlina poskytuje (Sapir et al. 2005). Tato forma tepelného úkrytu je výhodná zejména v chladnějším počasí a včely tak využívají rostlinu jako místo, kde mohou přenocovat, což jim umožňuje přežít chladné noci.

Kromě skutečných odměn existují i klamavé mechanismy, které rostliny vyvinuly k přitahování opylovačů bez jakékoliv nabídky skutečné odměny. Nejznámější formou takové decepce je potravinová decepce, kdy rostlina signalizuje přítomnost potravy, ale ve skutečnosti žádnou ne poskytuje. Tento typ decepce je běžný u orchidejí, které imitují vizuální a taktilní signály pylu, což láká včely a jiné opylovače, které hledají nektar nebo pyl. Orchideje mohou také napodobovat obecný vzhled rostlin, které skutečně poskytují potravu, čímž zneužívají přirozené preference opylovačů pro velké, jasně zbarvené květy.

Další, poněkud vzácnější, formou decepce je sexuální decepce, kde květy rostliny napodobují signály, které vydávají samičky hmyzu, například prostřednictvím specifických vůní, které připomínají sexuální feromony panenských samic (Borg-Karlson 1990). Tento typ decepce zahrnuje květiny, které se snaží přilákat samotářské včely, které si květ spletou s příležitostí k páření. Tento fenomén, známý jako pseudokopulace, má pro hmyz negativní dopad, protože včely mohou zmeškat skutečné příležitosti k páření a místo toho se „pokoušet o kopulaci“ s květinou, což negativně ovlivňuje jejich reprodukční úspěch.

Je zajímavé, že ačkoliv tyto formy decepce mohou být pro rostliny výhodné, pro opylovače mohou být často zcela škodlivé. Takové interakce, které se na první pohled mohou zdát jako vzájemně prospěšné, mohou ve skutečnosti mít charakter parazitismu. Vztah mezi rostlinami a opylovači, kteří jsou podvedeni, by měl být považován za strategii, která v dlouhodobém horizontu může přinést výhody pouze jedné ze stran, zatímco druhá může utrpět ztráty.

Důležité je si uvědomit, že některé rostliny, které používají klamavé metody, mohou také vyvinout strategie k tomu, aby na svou decepci přitáhly specifické typy opylovačů. Tento proces zahrnuje různé způsoby, jakými rostlina manipuluje s chováním opylovače, což může zahrnovat změnu vůní, vzhledu a dokonce i struktury květů tak, aby bylo dosaženo požadovaného výsledku. V konečném důsledku však klamavé metody, i když mohou být pro rostliny efektivní, ne vždy vedou k trvalým ekologickým vztahům, které by byly udržitelné dlouhodobě.

Kromě toho, co bylo řečeno, je důležité také pochopit, že vztahy mezi rostlinami a jejich opylovači nejsou statické. Evoluce těchto vzorců se stále vyvíjí a může se měnit v závislosti na mnoha faktorech, jako jsou změny klimatu, dostupnost opylovačů nebo změny v ekologických podmínkách. Tento dynamický proces vytváří prostor pro neustálý vývoj nových strategií přitahování a klamání opylovačů, což má důsledky pro biodiverzitu a ekologické rovnováhy v přírodě.

Jak efektivně využívat různé typy pastí při sběru včel: výška, barva, prostředí

Použití pastí k monitorování a sběru divokých včel je běžnou praxí v ekologických studiích i zemědělských systémech. Mezi nejrozšířenější metody patří pan traps, vane traps a trap nests – každá z nich má svá specifika, výhody i nevýhody. Při správném použití mohou poskytnout cenné informace o diverzitě, hojnosti a chování včel, ale jejich efektivita závisí na mnoha faktorech – především na výšce umístění, barvě, typu prostředí a konstrukci samotné pasti.

Pan traps (tzv. misky s barevnou vodou) jsou často umisťovány na zem, ale výzkumy ukazují, že výška jejich umístění výrazně ovlivňuje výsledky. Například v plantáži borůvek v Michiganu bylo zjištěno, že pasti umístěné ve výšce přibližně jedné třetiny stromového patra zachytily více včel než ty umístěné níže či výše. Naopak v jiných studiích, provedených v příměstském prostředí, se ukázalo, že pasti položené na zem měly 2,4krát vyšší účinnost než ty ve výšce půl metru. To potvrzuje, že výška musí být přizpůsobena konkrétnímu prostředí a cílové skupině včel.

Významnou roli hraje rovněž barva pastí. Včely vykazují rozdílnou atraktivitu k různým barvám, přičemž nejčastěji používané jsou kombinace modré, bílé a žluté. Některé studie zjistily, že žluté pasti zachytily největší počet druhů, zatímco modré pasti přitáhly nejvíce jedinců. V jiných experimentech byly nejefektivnější modré pasti, následované fialovými, žlutými a zelenými. To ukazuje na taxon-specifickou preferenci barev – různé druhy včel preferují různé vizuální stimuly. Proto je vhodné používat kombinaci barev, zejména v otevřených stanovištích.

Je však třeba si uvědomit, že pan traps nejsou univerzálně vhodné. Jejich účinnost klesá v oblastech s vysokou vegetací, stínem a bohatou květenou. Kromě toho mají i další nevýhody: zachycují převážně nízko letící včely, mohou mít vysoký podíl nežádoucího hmyzu (bycatch), nevhodně reprezentují větší druhy a vzorky mohou degradovat nebo se znehodnotit při větru či dešti. Není možné spojit zachycené včely s konkrétními květy, a tím pádem sledovat jejich preferenci květin. Přesto však mají své místo v rozsáhlých a časově náročných studiích díky své jednoduchosti, nízké ceně a schopnosti sbírat data i během noci.

Vane traps (past s vertikálními lopatkami) jsou novějším nástrojem, který se ukázal být velmi účinný, zejména v zemědělských ekosystémech. Typicky se skládají z plastové nádoby a dvou kolmo umístěných lopatek, často v modré nebo žluté barvě. Zavěšují se na větve ve výšce 1,0–1,8 m nad zemí. V řadě studií, například v jabloňových sadech, byly modré vane traps jednoznačně nejúčinnější, zachytily více včel než žluté vane traps i barevné pan traps. Účinnost je navíc ovlivněna odrazivostí povrchu lopatek – vyšší reflexe přitahuje více včel.

Výhodou vane traps je možnost dlouhodobého sběru dat bez potřeby časté údržby. Zachycují aktivitu včel během celého dne a v některých případech i v noci. Nicméně i tyto pasti trpí vysokým podílem nežádoucího hmyzu a jejich účinnost je značně ovlivněna barvou. Stejně jako pan traps neumožňují sledovat vazby mezi včelami a květy. Zajímavé je, že v některých studiích vane traps zachytily až čtyřikrát více

Jak zvýšit spolehlivost dat shromážděných v občanské vědecké práci na pozorování včel a jejich biodiverzity?

Jedním z řešení pro zlepšení přesnosti je navrhnout protokol, který se zaměřuje na několik snadno identifikovatelných druhů s ekologickými podobnostmi, což zjednodušuje identifikaci a snižuje možnost záměny druhů. Například v britské studii byly vybrány čtyři druhy včel, které hnízdí v zemi a mají odlišné letové periody (Andrena cineraria, Andrena fulva, Halictus rubicundus a Colletes hederae). Tento přístup usnadnil provádění pozorování v jednom prostředí a pomohl eliminovat možné chyby při identifikaci.

Další přístup, jak překonat obtíže spojené s taxonomickou identifikací, spočívá v rozdělení včel do několika snadno rozpoznatelných skupin. Příkladem je projekt "California Pollinator Project", který využívá morfologických a funkčních kategorií jako jsou včely medonosné, bumbláci, velké tesaříkové včely, včely s chlupatýma nohama a další, přičemž účastníci mohou použít identifikační příručky k usnadnění procesu. Tento přístup umožňuje shromáždit užitečné údaje o biodiverzitě včel i od lidí bez odborného vzdělání.

Podobný přístup byl aplikován ve studii Leocadio et al. (2021), která se zaměřila na ověřování protokolu občanské vědy při monitorování letu včel bez žihadel. Výzkum ukázal, že i laici, kteří sledovali a počítali aktivitu včel na základě videí, měli podobnou schopnost rozpoznat letovou aktivitu jako odborníci. Nicméně, skupina "replikátorů", která analyzovala videa jiných účastníků, zaznamenala více včel nesoucích pyl než původní pozorovatelé nebo odborníci. Tato studie potvrdila, že i zjednodušený a dobře definovaný protokol může vést k vědecky validním výsledkům.

Na druhou stranu, v některých případech může být důležité sbírat data na úrovni jednotlivých druhů. Například ve studii Kremen et al. (2011), která porovnávala data občanských vědců a odborníků na včely, se ukázalo, že i když občanští vědci pozorovali pouze polovinu skupin včel, které zachytili odborníci, existoval pozitivní vztah mezi oběma soubory dat, pokud šlo o rozdíly v hojném výskytu a rozmanitosti opylovačů na jednotlivých lokalitách. Pro ekologické studie, které sledují vliv různých environmentálních faktorů na včely, může být identifikace na úrovni druhu nezbytná, protože mnoho ekologických charakteristik je specifických pro jednotlivé druhy.

Pokud jde o způsoby, jak zajistit kvalitní sběr dat, digitální technologie hrají klíčovou roli. Webové platformy a mobilní aplikace se staly nezbytnými nástroji pro občanskou vědu, které nejen usnadňují sběr dat, ale také motivují účastníky k aktivní účasti. Pomocí GPS integrovaného do chytrých telefonů mohou účastníci zaznamenávat geografickou přesnost a kvalitní fotografie umožňují následnou taxonomickou verifikaci druhů. Tento přístup se ukazuje jako efektivní i v širších programech, které zahrnují veřejnost do monitorování biodiverzity.

Digitální konzervace, což je termín označující propojení vědy a digitálních nástrojů pro ochranu přírody, roste na významu. Platformy zaměřené na sběr dat nejen umožňují účastníkům snadné nahrávání informací a fotografií, ale také poskytují vzdělávací materiály, které pomáhají laikům při identifikaci druhů a pochopení ekologických procesů. Tento model může výrazně přispět k ochraně biodiverzity, protože přináší velké množství dat, která mohou podpořit výzkum a ochranu přírody na globální úrovni.

Jak mohou občanské vědy pomoci při monitorování včel a jejich role v zemědělství?

Včely jsou nezbytnými opylovači pro mnohé rostliny, a jejich ochrana se stává stále důležitějším tématem, jak pro ekology, tak pro zemědělce. V rámci občanských vědních projektů (CS) se objevují nové možnosti pro monitorování nejen původních druhů včel, ale i invazních druhů, které mohou mít zásadní vliv na ekosystémy a zemědělskou produkci. V tomto kontextu se objevuje i důležitost mapování šíření druhů, jako je například oblíbená a zranitelná včela s tmavým skvrnami (Bombus affinis), která se stala symbolem snahy o ochranu včelích populací.

BumblebeeWatch a další podobné platformy umožňují široké veřejnosti zapojit se do sběru dat, která jsou následně využívána k výzkumu šíření různých druhů včel a jejich ekologických preferencí. Tyto projekty nejen že napomáhají vědeckým studiím, ale také zvyšují povědomí o důležitosti včel pro ekologii a zemědělství.

V současné době se čím dál více využívají občanské vědy k monitorování invazních druhů, jako je například včela obrovská (Megachile sculpturalis), která pochází z Asie a v posledních letech se rozšířila po Evropě. Projekty, jako je Bee Radar v Rakousku, umožňují sledovat chování těchto druhů, zjišťovat, jaké květiny preferují, a jaký mají vliv na původní ekosystémy. Údaje získané prostřednictvím těchto občanských vědeckých projektů mohou nejen pomoci v mapování rozšíření, ale i odhalit faktory, které přispívají k šíření invazních druhů, čímž se zvyšuje schopnost predikce rizik spojených s těmito druhy.

Další aspekt, který nelze přehlédnout, je propojení občanských vědeckých projektů s agronomickými iniciativami. Zemědělci, kteří se zapojují do monitorování včel, se učí o jejich významu pro opylování plodin a jak mohou farmářské postupy ovlivnit efektivitu opylování. Studie, jako ta, která se zaměřila na včely dýňové (Eucera pruinosa), ukázala, jak pozitivně mohou ovlivnit farmářské postupy, pokud jsou přizpůsobeny pro zajištění lepších podmínek pro včely, které jsou základní pro opylování mnoha druhů plodin.

Zajímavé je, že motivace účastníků těchto projektů nejsou pouze vědecké. Většina občanů, kteří se zapojují do sledování včel, to dělá z ekologických důvodů, protože včely jsou považovány za symboly ochrany životního prostředí a biodiverzity. Mnozí účastníci se zajímají o včely z důvodu jejich ochrany a prohlubování porozumění přírodním procesům. Některé projekty dokonce zaměřují svou pozornost na včely, které hnízdí v dutinách, což je přitahuje větší počet dobrovolníků, protože tyto druhy jsou snadněji identifikovatelné.

Pro účinné sledování včel a opylovačů v zemědělství je kladeno důraz na vývoj jednoduchých nástrojů, které mohou být využívány nejen odborníky, ale i širokou veřejností, včetně zemědělců, kteří se podílejí na sběru dat a analýzách. Tato spolupráce mezi odborníky a laickou veřejností má obrovský potenciál pro zlepšení stavu včelích populací a zajištění efektivní ochrany těchto nezbytných opylovačů.