Jak pesticidy ovlivňují divoké včely a proč je potřeba revidovat směrnice pro hodnocení jejich bezpečnosti?

Divoké včely jsou nepostradatelné pro ekosystémy a ekonomiku, přičemž hrají klíčovou roli v opylování rostlin. Nicméně, vliv pesticidů na jejich pokles je stále obtížně zdokumentovatelný. Důvodem je především nedostatek monitorovacích programů a omezené údaje o přítomnosti a ochraně původních druhů včel, které nejsou komerčně využívány v zemědělství. Zatímco většina výzkumů se soustředí na včely medonosné, o vlivu agrochemikálií na divoké včely bylo dosud provedeno mnohem méně studií.

Kvůli těmto negativním dopadům byly neonikotinoidy v Evropské unii částečně zakázány, a to především v zemědělství, i když jejich použití je stále povoleno mimo tuto oblast. Kromě neonikotinoidů existuje i celá řada dalších pesticidů, které divoké včely mohou potkat nejen v zemědělských oblastech, ale i na místech, které jsou určeny pro ochranu přírody. Kumulativní účinky těchto různých chemikálií mohou být pro včely ještě nebezpečnější, protože některé agrochemikálie mohou vzájemně interagovat a jejich škodlivé účinky mohou být synergické.

V posledních letech se stále více diskutuje o adekvátnosti současných protokolů pro hodnocení rizika pesticidů pro včely. V Evropě a Severní Americe se vede debata o tom, zda současné směrnice skutečně odpovídají reálnému vlivu pesticidů na různé skupiny opylovačů. V rámci hodnocení rizik pesticidů se tradičně zaměřujeme především na včelu medonosnou a včelu zemní, která se považuje za dostatečně reprezentativní pro hodnocení vlivu pesticidů na ostatní včely. Avšak nové výzkumy ukazují, že vliv pesticidů na různé druhy včel může být odlišný a závisí na jejich biologických vlastnostech.

Současné směrnice pro hodnocení rizik pesticidů totiž zohledňují především smrtelné účinky, přičemž subletální účinky na chování a fyziologii včel bývají většinou opomíjeny. V současnosti jsou směrnice zaměřeny na testování toxicity na základě zaznamenané úmrtnosti, přičemž například změny v chování, jako je narušená orientace při shánění potravy, zhoršené schopnosti orientace nebo ovlivnění rozmnožování, nejsou považovány za relevantní pro hodnocení škodlivosti pesticidů. Tato omezená kritéria podceňují širokou škálu potenciálních škodlivých účinků, které mohou mít pesticidy na včely.

Důležitou výzvou je také fakt, že při hodnocení pesticidů se obvykle používají jen dva modelové druhy včel, a to včela medonosná a včela zemní. Tento přístup vychází z faktu, že tyto druhy jsou komerčně dostupné, snadno se chovají v laboratorních podmínkách a jsou odolné vůči běžným testovacím podmínkám. Avšak výzkumy ukazují, že pesticidy mohou mít odlišný dopad na různé druhy včel. Zatímco včela medonosná je běžně využívána pro hodnocení rizik, není zaručeno, že její reakce bude stejná u jiných druhů včel, které mají odlišné biologické a ekologické nároky.

Pro správné hodnocení rizika pesticidů je nezbytné vyvinout nové směrnice, které by zahrnovaly i subletální účinky na včely a další opylovače. K tomu je zapotřebí rozšířit spektrum testovaných druhů a metodik, které zohlední širší škálu ekologických a fyziologických efektů. Pokud se nebudou aktualizovat směrnice pro hodnocení pesticidů, mohou být opylovači nadále ohroženi chemickými látkami, které je mohou poškodit nejen smrtelně, ale i dlouhodobě ovlivnit jejich schopnost přežít a vykonávat klíčovou opylovací roli v ekosystémech.

Jak se pesticidy a moderní technologie ovlivňují chování opylovačů?

Výsledky výzkumů ukazují, že již jediné akutní vystavení pesticidům může potenciálně změnit interakce mezi rostlinami a jejich opylovači, které jsou řízeny sekundárními metabolity nektaru (Richman et al., 2022). Tento poznatek ukazuje na naléhavost dalšího výzkumu, který by měl zkoumat, jak různé chemikálie interagují a jak ovlivňují chování opylovačů.

I když byly dříve tyto umělé květy užitečné pro studium interakcí mezi rostlinami a opylovači, stále zde existovala nevýhoda – detekce návštěvníků květů byla závislá na vizuálním pozorování nebo kamerových záznamech, což snižovalo efektivitu a spolehlivost výzkumu. S příchodem technologií Internetu věcí (IoT) však došlo k výraznému pokroku. Nové robotické květy, vybavené automatickou detekcí návštěvníků, byly navrženy tak, aby eliminovaly nutnost manuálního doplňování nektaru a závislosti na vizuálních pozorováních. Takovéto systémy, jak ukázali Kuusela a Lamsa (2016), umožnily spolehlivější sběr dat, protože už nebyl závislý na přítomnosti člověka. Tento pokrok vedl k vytvoření bezdrátových robotických květů, které se využívají k výzkumu chování včel, ale i jiných drobných opylovačů, jako jsou mušky.

Jedním z hlavních přínosů této technologie je možnost manipulace s mnoha parametry nektaru, včetně jeho složení a koncentrace. Množství nektaru může být upraveno tak, aby simulovalo květy z tropických nebo mírných oblastí. Kromě toho je možné testovat vliv různých chemických látek, včetně pesticidů nebo mikrobiálních inokulací, na chování opylovačů. Vývoj bezdrátových systémů, jak ukázali Debeuckelaere et al. (2022), maximalizuje dobu trvání experimentu s použitím jednoho akumulátoru a umožňuje získávat spolehlivá data o chování opylovačů.

Pyl je základním prvkem reprodukčního systému rostliny a hraje klíčovou roli při opylování. Kromě nektaru je pyl jednou z nejběžnějších odměn, které rostliny poskytují opylovačům. Ačkoliv jej mohou konzumovat pouze některé druhy opylovačů, jako jsou včely, mouchy a některé motýly, má pyl vysokou výživovou hodnotu, což z něj činí cenově nenákladnou "měnu" za opylování. Včely například mohou sbírat pyl v relativně velkém množství a s nízkým úsilím, avšak často ho obohacují o nektar, čímž upravují jeho složení, například přidávají cukry a upravují aminokyseliny a vitaminy.

Pyl je tedy nejen důležitým zdrojem potravy pro opylovače, ale také nezbytnou složkou reprodukčního cyklu rostlin. Vědci se zabývají studiem složení pylu, zejména jeho škrobového a lipidového obsahu, a jejich vlivem na chování opylovačů. Stále však existují otázky týkající se toho, jak jednotlivé složky pylu ovlivňují opylovací procesy a jak to souvisí s evolučními tlaky mezi květinami a jejich opylovači.

Endtext

Jaký význam имеет DNA barcoding pro studium evropských divokých včel a jejich ochranu?

DNA barcoding, metoda molekulární identifikace, hraje v posledních dvaceti letech klíčovou roli v určování biodiverzity divokých včel po celém světě. Tento přístup, založený na analýze krátkých úseků DNA, umožňuje rychlé a přesné rozpoznání druhů včel, které se tradičně obtížně identifikovaly na základě morfologických charakteristik. V průběhu let se DNA barcoding etabloval jako nezbytný nástroj pro taxonomii včel, pomáhá objasnit složité taxonomické skupiny a přispívá k objevování nových druhů, včetně těch, které byly dříve přehlíženy jako kryptické druhy.

Molekulární metoda barcodingu se ukázala jako efektivní pro rozlišování mezi druhy včel, které sdílejí podobné morfologické rysy, ale jsou z genetického hlediska odlišné. Takové rozlišení je často neocenitelné v případech, kdy klasické morfologické metody nejsou dostatečně spolehlivé. Na tomto základě se DNA barcoding stává důležitým nástrojem pro taxonomické pracovníky, kteří se snaží vyřešit nejasnosti týkající se druhových hranic a různých pohlavních forem u včel.

Historie tohoto přístupu začíná v Kanadě, kde byl barcoding poprvé aplikován na studium hmyzu. Poté se jeho používání rozšířilo do Evropy a dalších částí světa, kde v některých regionech již existují téměř kompletní referenční knihovny DNA barcodes pro včely. Tyto knihovny mají nesmírný význam pro ekologické studie a ochranu biodiverzity, protože umožňují rychlé a přesné identifikace druhů v rámci ekologických monitorovacích studií. Kromě toho pomáhají rozřešit taxonomické spory v historicky obtížných skupinách a umožňují rozpoznat existenci skrytých druhů, které se mohou od sebe lišit pouze geneticky.

DNA barcoding rovněž zlepšuje porozumění ekologickým vztahům mezi druhy. Například pomocí DNA lze zjistit, které druhy včel jsou parazity jiných včel, což je informace, která by byla velmi těžko získatelná pouze na základě morfologie. Tento přístup má obrovský potenciál pro výzkum a ochranu včel, protože umožňuje sledování změn v populacích včel v čase, což je klíčové pro hodnocení vlivu změn v prostředí, jako je znečištění nebo změny v krajinné struktuře.

V oblasti monitorování včel pro ochranu biodiverzity je důležité, aby byly národní referenční knihovny DNA barcodes co nejúplnější. Čím širší je pokrytí, tím efektivnější mohou být monitorovací systémy, které sledují změny v populacích včel a jejich ekologických rolích. DNA barcoding také zjednodušuje identifikaci včel, které hrají klíčovou roli v opylování, což má přímý vliv na zemědělství a ekosystémy. Ochrana těchto druhů je nezbytná nejen pro udržení biodiverzity, ale i pro stabilitu potravinových řetězců, na nichž závisí celá řada rostlin, které včely opylují.

Tento postup nejenže urychlí identifikaci druhů, ale také otevře nové možnosti pro studium ekologických rolí včel, což je nezbytné pro účinnou ochranu těchto cenných opylovačů.

Jaké metody sběru divokých včel jsou nejefektivnější?

Sbírání vzorků divokých včel je klíčovým nástrojem pro monitorování jejich populace a biodiverzity, což je nezbytné pro ochranu těchto nezbytných opylovačů v přírodních a zemědělských ekosystémech. Včely, ačkoliv hrají zásadní roli v opylování rostlin, čelí celosvětovému úbytku, což souvisí s klimatickými změnami a různými lidskými zásahy. Studie zaměřené na diverzitu a početnost včel v různých typech prostředí se stále více rozvíjejí, což vedlo k rozmanitosti metod sběru včel. Existují dvě základní kategorie sběrových metod: aktivní a pasivní, přičemž každá má své specifické využití v závislosti na cílech výzkumu a podmínkách daného prostředí.

Aktivní metody sběru

Jednou z nejběžnějších a nejpřesnějších metod je aktivní sběr pomocí síťky. Tento způsob sběru je efektivní zejména v otevřených prostorech, kde se včely snadněji zachytí. Použití síťky může být dvěma způsoby: buď pomocí „spot netting“, což znamená cílený sběr jednotlivých včel, které byly spatřeny, nebo „sweep netting“, kdy je síťka systematicky mávána přes kvetoucí vegetaci a zachyceny jsou tak včely, které v dané oblasti létají.

Ačkoliv je tato metoda velmi účinná, její výsledek může být ovlivněn dovednostmi sběratele, což vede k menší replikovatelnosti a objektivitě v porovnání s pasivními metodami. Tento problém je patrný zejména u rychle létajících druhů, které lze obtížněji zachytit.

Pasivní metody sběru

Pasivní metody také mohou být výhodné pro získání dat v oblastech, kde není možné provádět aktivní sběr, nebo pro dlouhodobější monitoring. Například pasti s lákadly nebo pasti typu „pan trap“ jsou často užívány v ekosystémech, jako jsou lesy nebo pouště, kde jiné metody nejsou tak efektivní.

Specifika metod a jejich aplikace

Důležitým faktorem je také výběr vhodného typu pasti podle cílového druhu včely. Některé druhy včel jsou přitahovány specifickými lákadly, zatímco jiné mohou být více citlivé na změny prostředí, což by mělo být při výběru metody zohledněno.

Důsledky sběru pro včelí společenstva

Každá metoda sběru, ať už pasivní nebo aktivní, má určité důsledky pro včelí společenstva. Látky používané v pastech mohou včely přitahovat, ale také je mohou odlákat od přirozených potravních zdrojů. Tento jev je důležité brát v úvahu při navrhování výzkumných studií, aby se minimalizovalo rušení včelího chování. Metody sběru mohou také ovlivnit místní populace včel, přičemž u některých metod (zejména těch smrtelných) existuje riziko vyčerpání místních populací nebo změny jejich přirozené distribuce.

V konečném důsledku je klíčové volit metody sběru včel tak, aby byly co nejefektivnější pro daný výzkum, ale zároveň minimalizovaly n

Jaké jsou hrozby a výzvy spojené s pěstováním včel pro opylování?

Pěstování včelích kolonií pro účely opylování je běžnou praxí, která přináší určitý prospěch zemědělcům i ekosystémům. Včelí hnízda, umístěná do speciálních boxů, jsou často přepravována na pole, kde jsou umístěna na vhodná místa. Kolonie včel se rychle adaptují na nové prostředí a okamžitě se pustí do opylování rostlin. Přestože tento způsob využívání včel má své výhody, jeho masové zavedení a rozšíření může vést k zásadním ekologickým problémům.

Jedním z největších rizik spojených s použitím chovaných včel pro opylování je jejich introdukce mimo přirozené oblasti výskytu. Tato praxe je považována za jednu z největších hrozeb pro původní včely a další druhy opylovačů. Příkladem může být únik komerčně chovaných bumblebees (bumblebees) do volné přírody, kde mohou začít konkurrovat původním druhům. Známý případ pochází z Japonska, kde byl druh B. terrestris v 90. letech 20. století introdukován na severní Hokkaidó a následně se rozšířil do přírody (Inoue et al. 2007). Tato včela se stala invazivním druhem a začala soupeřit o potravní zdroje a hnízdiště s místními druhy. Stejný problém se objevuje v Jižní Americe, kde se rychle šíří druhy B. ruderatus a B. terrestris, což opět představuje hrozbu pro původní faunu.

I přes tyto rizika se včely, stejně jako další druhy opylovačů, stále více pěstují pro účely opylování v zemědělství. To je částečně způsobeno vyšší efektivitou některých druhů, jako jsou bumblebees a osamělé včely, při opylování konkrétních plodin. Důvodem je také snaha snížit závislost na jednom druhu včely, především na včele medonosné, která je v současnosti nejvíce využívaným opylovačem. Zároveň však pěstování těchto včel přináší značné náklady, které jsou spojené s léčbou proti parazitům a nemocem. Včely pěstované na komerční bázi čelí výzvám, jakými jsou šíření patogenů a rostoucí náklady na jejich udržení a ochranu.

Dalším důležitým aspektem je ochrana původních včelích druhů, které by měly být upřednostňovány při pěstování a využívání pro opylování. Výběr původních druhů je klíčový, aby se předešlo negativním ekologickým následkům spojeným s introdukcí cizích druhů. Výzkum by měl pokračovat v hledání efektivních včelích druhů pro opylování plodin, které trpí nedostatkem opylovačů, a měly by se vyvíjet techniky pro udržení jejich populace.

Pokles divokých včelích populací je dalším závažným problémem, který se čím dál více projevuje. Tento úpadek je přímo spojen s urbanizací a intenzivním zemědělstvím. Ztráta přirozených stanovišť a fragmentace krajiny znamenají, že včely mají stále méně dostupných zdrojů pro sběr pylu a nektaru. Urbanizace vede k fragmentaci přírodních prostředí, čímž ubývá dostatek přirozených biotopů pro včely. Izolované zelené plochy ve městech nemohou poskytnout dostatečnou rozmanitost rostlinných druhů, které by včely mohly využít.

Intenzivní zemědělství, zejména používání pesticidů, představuje pro divoké včely přímé ohrožení. Pesticidy mohou kontaminovat květiny a tím ovlivnit chování včel při sběru potravy, což má negativní dopad na jejich reprodukční úspěch. S rostoucí závislostí zemědělství na chemických látkách dochází k dalšímu úbytku biodiverzity, kdy se přirozené stanoviště přeměňuje na monokultury, což snižuje rozmanitost rostlin, jež včely potřebují pro sběr potravy.

Včely mají zásadní význam nejen pro opylování rostlin, ale i pro zajištění biodiverzity a stabilizaci ekosystémů. Úsilí o jejich ochranu je stále aktuálnější a globální iniciativy se zaměřují na obnovu jejich populací. Evropská unie, prostřednictvím Iniciativy pro opylovače, se snaží vytvořit podmínky pro zlepšení ochrany včelích druhů a obnovu jejich stanovišť v zemědělských krajinách. Podporování opylovačů a přijetí přátelských praktik k včelám v našem každodenním životě jsou klíčovými kroky k ochraně těchto ekologických hrdinů.