گرده افشانی زنبور عسل
در حالی که برخی از گیاهان توسط باد یا توسط حشرات و حیوانات دیگر گرده افشانی می شوند، زنبورها اکثریت قریب به اتفاق خدمات گرده افشانی را در سراسر جهان به عهده دارند.
فرآیند گرده افشانی زنبور عسل هم برای گیاهان و هم برای زنبورها مفید است، زیرا گیاهان به روشی کارآمد برای ایجاد بذر و زنبورها برای تامین پروتئین کلنی های خود به گرده نیاز دارند.
اهمیت گرده افشانی زنبور عسل
سالانه بین 15 تا 20 میلیارد دلار صنعت کشاورزی آمریکا از گرده افشانی زنبور عسل افزایش سود دارد.
فرآیند گرده افشانی زنبور عسل هم برای گیاهان و هم برای زنبورها مفید است، زیرا گیاهان به روشی کارآمد برای ایجاد بذر و زنبورها برای تامین پروتئین کلنی های خود به گرده نیاز دارند.
گرده افشانی عبارت است از جابجایی دانه های گرده از قسمت نر گل ( پرچم ) به ماده ( مادگی ) . بدون گرده افشانی، گیاهان قادر به تولید مثل نخواهند بود، بنابراین گیاهانی که قادر به حرکت دادن گرده خود نیستند (خود گرده افشانی) باید برای انجام این کار به مکانیزم گرده افشانی خارجی متکی باشند.
بدون گرده افشانی برای تولید کردن دانه های جدید و رشد گیاهان به تدریج متوقف می شود، که برای اکوسیستم و منابع غذایی ما ویرانگر خواهد بود.
چرا زنبورها گرده افشان بهتری هستند؟
دلایل اصلی که زنبورها را گرده افشان های خوب می سازد عبارتند:
1- اندازه و شکل آن ها باعث می شود که به طور منحصر به فردی بتوانند به قسمت هایی خاصی از گونه های گل دسترسی داشته باشند که سایر گرده افشان ها در ورود به آنها مشکل دارند.
2- خز روی بدن آن ها مکانیزم کارآمدی برای انتقال گرده داخل گل به سایر گل هایی که در سفرهای جستجوی شهد از آن ها بازدید می کنند را فراهم می کند.
3- گرده افشانی وزوزی یا فراصوت: گرده افشانی وزوز یک روش منحصر به فرد و مؤثر برای جدا کردن گرده از پرچم است تا بتوان آن را به مادگی انتقال داد.
4- گونه‌های مختلف زنبور عسل چرخه‌های زندگی متفاوتی دارند و در زمان‌های مختلف سال آماده شهدآوری می باشند. یعنی که گل ها اکثرا یا در تمام فصول گل دهی خود به گرده افشان ها دسترسی خواهند داشت.
5- زنبورها برای گرده افشانی انگیزه دارند زیرا به گرده و شهد تولید شده توسط گیاهان نیازمند هستند. این رابطه همزیستی تضمین می کند که گیاهان و زنبورها برای به دست آوردن خواسته هایشان با هم کار کنند.
زنبورها چگونه گرده افشانی می کنند؟
زنبورهای عسل به سادگی با فرود آمدن روی یک گل، گرده ها را پراکنده می کنند. هنگامی که آنها از شکوفه ای به شکوفه دیگر می جهند، دانه های ریز گرده در هوا رها می شوند و فرود می آیند تا در موهای بار دار شده الکترواستاتیکی آنها بنشینند.
سپس گرده ها را به سمت پایین بدن خود حرکت می دهند و در ظرفی به نام کوربیکولا روی پاهای عقب خود قرار می دهند. کوربیکولا به عنوان “سبد گرده” نیز شناخته می شود. در حالی که آنها گرده‌ها را برای اهداف خود جمع‌آوری می‌کنند، دانه‌ها از قسمت نر گیاه به قسمت ماده منتقل می‌شوند، که در نهایت منجر به یک دانه بذر می گردد.
زنبورهای مخملی و زنبورهای منزوی گرده گل را با استفاده از روشی به نام فراصوت می تکانند. همچنین به آن “گرده افشانی وزوزی” نیز گفته می شود. زنبورها ماهیچه های پرواز غیرمستقیم خود را چنان سریع منقبض می کنند که ارتعاشات آنقدر قوی ایجاد می کند که بتواند گرده ها را از بساک گل خارج کند.
اکثر این زنبورها کوربیکولا یا سبد گرده را ندارند اما دارای ناحیه ای از موهای متراکم هستند که به آن اسکوپا می گویند. در اینجا گرده ها ته نشین می شوند و تا زمانی که زنبورها به لانه برمی گردند امن می مانند.
زنبورها چگونه می دانند کدام گیاهان و گل ها را گرده افشانی کنند؟
منطقی به نظر می رسد که تصور کنیم زنبورها بر اساس نشانه های بصری و بویایی جذب گل ها می شوند. برای مثال، رنگ‌های روشن و بوی شیرین شهد، احتمالاً به‌عنوان گیاهان شهدآور مطلوب به نظر می رسند.
یکی از راه هایی که زنبورها می توانند تشخیص دهند که یک گل منبع گرده خوبی است یا خیر، علم الکتریسیته است. گرده بار منفی دارد در حالی که بار زنبورها مثبت است. زنبورها هنگام پرواز در یک مزرعه یا علفزار، می توانند بار الکتریکی را تشخیص دهند و این نشانه به آنها آگاهی می دهد، بدانند که گرده در کجا یافت می شود.
حقیقت این است که زنبورهای عسل نمی توانند شواهد مستقیمی از کیفیت گرده به دست آورند. تنها زنبورهایی که در کندو آن را می چشند زنبورهای پرستار هستند. چون باید آن را بنوشند تا ژل رویال تولید کنند.
مطالعات اخیر نشان داده است که حتی زنبورهای پرستار ممکن است از تعیین کیفیت مواد غذایی برای تولید ژل رویال استفاده نکنند. اما زنبورها در حین جستجوی شهد از گرده نمونه برداری می کنند.
ماده ای روی سطح گرده به نام pollenkit حاوی اسیدهای آمینه و اسیدهای چرب آزاد است و زنبورها می توانند آن را بچشند تا مشخص کنند که آیا گرده نسبت پروتئین به چربی بالایی دارد یا خیر. زنبورها مخملی با استفاده از شاخک یا قطعات دهانی خود می توانند تشخیص دهند که آیا آن گرده مغذی است یا خیر.
گیاهان چگونه زنبورها را جذب می کنند؟
با فکر کردن به “انگیزش و تحریک” یک گل خاص در جذب گرده افشان ها برای انتشار ژن هایش، منطقی است فکر کنیم که هر گیاه یا گونه ی گل سیگنال های منحصر به فرد خود را منتشر می کند تا به زنبورهایی که به دنبالش هستند جایزه دهد.
از نظر منطق می توان پذیرفت که همه گل های یک خانواده رنگی می توانند خود را با رایحه های منحصر به فردشان معرفی کنند یا اینکه گل هایی با رایحه های مشابه سعی می کنند خود را با رنگ های متضاد متمایز کنند. این همان چیزی است که به آن دیدگاه رقابتی تکامل گل می گوییم.
اما مقالات منتشر شده در دو مجله علمی نشان می دهد که گل ها رویکرد متفاوتی برای جذب گرده افشان ها دارند. به جای تلاش برای متمایز شدن به عنوان یک گونه منحصر به فرد، گونه های مختلف گل تمایل دارند “با هم کار کنند” تا سیگنال های اعتماد سازی را ارسال کنند که تعداد بیشتری از گرده افشان ها را به آن منطقه جذب کنند.
به این ترتیب، آنها بسیاری از زنبورها را تشویق می‌کنند تا به آن ها توجه نمایند حتی اگر زنبورها گلهای گونه‌های گیاهی دیگر را هنگام جستجوی آذوقه و شهد گرده افشانی دهند.
گیاهانی نیز وجود دارند که سعی می کنند گرده افشان ها را از خود دفع کنند، چون زمانی که زنبورها گرده ها را با خود می برند، گرده بسیار زیادی را از دست می دهند. این گیاهان با تولید سمومی که زنبورها را بیمار می سازد، از ذخایر گرده خود محافظت می کنند. زنبور عسل با داشتن تجربه بد از یک گل خاص، یاد می گیرد که دوباره به آن توجه نکند.
زنبور به طور متوسط
زنبور عسل به طور متوسط
کدام نوع زنبور بیشتر گرده افشانی می کند؟
یک بوم‌شناس از دانشگاه واگنینگن هلند داده‌های گروهی متشکل از 58 محقق را جمع‌آوری کرد که نزدیک به 74000 زنبور را در پنج قاره مشاهده و شناسایی کرده بودند.
داده‌های آنها به این نتیجه رسیدند که حدود نیمی از گرده‌افشانی برای محصولات تجاری توسط Apis mellifera گونه‌ای از زنبورهای عسل که به صورت زنبورداری مدیریت می‌شود، انجام می گردد. باقیمانده گرده افشانی محصول کار زنبورهای وحشی بوده و زنبورهای مخملی در رتبه دوم قرار دارند.
اما هنگام شناسایی گرده افشانی گیاهان به غیر از محصولات تجاری، این زنبورهای وحشی بودند که بیشترین کار را انجام داده و عمدتاً روی گیاهان وحشی آذوقه و شهد را جستجو کرده اند. و این گیاهان، اگرچه مستقیماً ارزش اقتصادی بالایی برای انسان ندارند، اما برای اکوسیستم حیاتی هستند چون پرندگان و انواع دیگر حیات وحش را تغذیه می کنند.
آیا زنبورها میوه ها و سبزیجات را گرده افشانی می کنند؟
زنبورها میوه ها را بیشتر از سبزیجات گرده افشانی می کنند، اما برخی از سبزیجات شناخته شده اند که توسط زنبورها گرده افشانی می شوند:
میوه های همچون: سیب، زرد آلو، توت سیاه، بلوبری، هلو، گلابی، آلو، کدو تنبل، تمشک و هندوانه
سبزیجات همچون: چغندر، کلم بروکلی، کلم غنچه ای، کلم برگ، هویچ، کرفس، خیار، بامیه، پیاز و شلغم
زنبورها درختان را گرده افشانی می کنند و از جمله رایج ترین درختانی که گرده افشانی می کنند می توان به درختان میوه (سیب، هلو، گلابی، آلو)، افرا، زیرفون و سیاه توپلو (جایی که عسل خوش طعم توپلو از آنجا تهیه می شود) اشاره کرد.
گرده افشانی زنبور عسل چه تاثیری روی میوه ها دارد؟
علیرغم این واقعیت که برخی از میوه ها به عنوان خود گرده افشان شناخته می شوند، ممکن است زمانی که با گیاهان دیگر از گونه های مشابه یا متفاوت گرده افشانی شوند، محصول با کیفیت تر و با کمیت بالاتر تولید کنند.
به عنوان مثال، توت فرنگی و تمشک می توانند خود گرده افشانی را انجام دهند، اما زمانی که گرده را از یک گیاه تمشک دیگر دریافت می کنند، از مزایای آن بهره مند شوند. آنها نمی توانند خودشان به این گرده دسترسی داشته باشند، اما به زنبور عسل یا گرده افشان دیگر برای انتقال گرده در حین جستجوی آذوقه یا شهد نیاز دارند.
مانند توت فرنگی و تمشک، انواع سیب های خود گرده افشان مانند گرنی اسمیت، زرد لبنانی و بربرن در صورت دگرگرده افشانی میوه بیشتری تولید می کنند.
آیا زنبورها گل آفتابگردان را گرده افشانی می کنند؟
زنبورها عاشق آفتابگردان هستند چون سرهای رنگارنگ و غول پیکرشان سرشار از شهد و گرده است. همچنین بخش مرکزی سر هر گل حاوی شهد و گرده در مجاری جداگانه است. زنبورهای عسل گرده افشان اصلی آفتابگردان هستند، اما گلهای بلند همچنین مورد علاقه زنبورهای مخملی و بسیاری دیگر از زنبورهای وحشی می باشند.
آیا زنبورها انگور را گرده افشانی می کنند؟
بیشتر انگورهایی که کشت می شوند هرمافرودیت هستند، بنابراین زنبورها برای گرده افشانی آنها ضروری نیستند. اما زنبورها همچنان با گرده افشانی گیاهان دیگر – مانند علف‌ها – که نیتروژن را کاهش می‌دهند، به رشد انگور کمک می‌کنند. از آنجایی که تعادل نیتروژن برای سلامت انگور ضروری است، بسیاری از تاکستان‌ها به حضور زنبورهای عسل وابسته هستند تا شرایط بهینه خاک را آماده سازند.
آیا زنبورها پنبه را گرده افشانی می کنند؟
اگرچه بسیاری از گیاهان پنبه خودگرده‌افشانی دارند، برخی دیگر به کمک گرده‌افشان ها مانند زنبور نیاز دارند. مطالعات نشان داده‌اند که غوزه‌های پنبه‌ای که توسط حشرات گرده‌افشانی می‌شوند (از جمله زنبورها) کرکی‌تر و وزین‌تر از آن‌هایی هستند که صرفاً خودگرده‌افشانی می‌کنند. وقتی غوزه‌های پنبه بزرگ‌تر و سنگین‌تر هستند، محصول پنبه بیشتر می‌شود و این به معنای سود بیشتر برای کسانی است که این گیاهان را پرورش می‌دهند.
آیا زنبورها رازک را گرده افشانی می کنند؟
رازک عمدتاً توسط باد گرده افشانی می شود و به نظر می رسد زنبورهای عسل به آنچه که گیاه ابراز می کند علاقه ای ندارند. با این حال، رازک ممکن است بتواند چیزی را ارائه دهد که زنبورها انتظارش را ندارند: محافظت و ایمنی در برابر کنه واروآ.
اسیدهای بتا رازک (HBA) استخراج شده از Humulus lupulus برای دفع آفات استفاده می شود. در یک مطالعه در سال 2012، 100٪ کنه هایی که با محلول 1٪ HBA تیمار شده بودند مردند. HBA یک آفت کش طبیعی است و برای زنبورها یا انسان مضر نیست.
آیا زنبورها وانیل را گرده افشانی می کنند؟
گیاهی که اغلب برای تولید تجاری وانیل استفاده می شود، وانیل پلانیفولیا است که به عنوان وانیل برگ صاف نیز شناخته می شود. این گیاه بومی مکزیک است اما در حال حاضر بیشتر در ماداگاسکار و اندونزی کشت می شود. گرده افشانی این گیاه با استفاده از گرده افشان های حیوانی بسیار دشوار است چون آناتومی آن به گونه ای است که دسترسی زنبور عسل معمولی را به آن دشوار می کند.
یکی از تنها زنبورهایی که قادر به گرده افشانی وانیل پلانیفولیا است، زنبور ملیپونا Melipona beecheii است که بومی مکزیک است. بقای این زنبور با تهدیدهای چون طوفان‌ها، آفت‌کش‌ها و تهدیدهای صنعت چوب‌بری مواجه است و اکنون در معرض خطر انقراض قرار دارد. با توجه به نادر بودن زنبور عسل ملیپونا، بقای صنعت وانیل به گرده افشانی دستی وابسته است. که فرآیندی زمان بر و کارگر محور است. به همین دلیل دانه های وانیل بسیار گران قیمت هستند.
آیا زنبورها شاهدانه را گرده افشانی می کنند؟
بیشتر گیاهان شاهدانه با باد گرده افشانی می شوند، اگرچه حیوانات بخشی از گرده افشانی را بعهده دارند. این گیاه رنگارنگ نیست و بویی هم ندارد که برای زنبورها جذاب باشد. اما دلیل اصلی اینکه زنبورها تمایل به گرده افشانی گیاهان شاهدانه ندارند این است که حاوی شهد نیست. اگرچه گیاهان شاهدانه نر مقداری گرده را تولید می‌کنند، اما تصور می‌شود که تنها در زمان کمبود گرده، منبعی جذاب باشد.
آیا گرده افشانی زنبور عسل مشکلاتی دارد؟
در حالی که زنبورها اکثریت گرده افشان ها را تشکیل می دهند، این خطر وجود دارد که فقط به این خانواده حشرات برای تمام خدمات گرده افشانی وابسته شویم. بیماری، انگل، آفات و مدیریت سودآوری زنبورهای عسل تهدیدی برای گرده افشانی در سراسر جهان است.
با توجه به اینکه زنبورهای عسل، یک گونه عمدتاً مدیریت شده اند. در بیش از 80٪ گرده افشانی محصولات کشت شده نقش دارند. اخیراً در معرض تهدیدهایی مانند کنه های واروآ، هورنت های قاتل و بیماری های دیگر قرار گرفته اند، وابستگی شدید به آنها خطرناک است. و به احتمال زیاد بیماری می تواند از زنبورهای عسل به سایر گونه های دیگر زنبور سرایت کند.
حشرات غیر زنبور عسل مانند مگس ها و زنبورهای وحشی نیز نقش مهمی در گرده افشانی محصولات دارند و نسبت به زنبورها با تغییرات کاربری زمین سازگارتر هستند. آنها همچنین تمایل دارند بیشتر از زنبورها از گونه های گیاهی وحشی و بومی بازدید کنند. اگر جمعیت زنبورها به روند کاهشی خود ادامه دهد، گرده افشان های غیر زنبور عسل ممکن است بتوانند مقداری از خلاء را پر کنند.
اگر زنبورها گرده افشانی نکنند چه اتفاقی می افتد؟
اگر زنبورها گرده افشانی نکنند، دلیلی نیست که فکر کنیم نسل انسان ها منقرض می شود. چون بسیاری از گیاهان با خود گرده افشانی، گرده افشانی با باد، یا گرده افشانی توسط سایر حشرات و حیوانات دارند.
با این حال، زنبورها مسئول گرده افشانی یک سوم محصولات کشاورزی جهان هستند و اگر این میوه ها و سبزیجات در رژیم غذایی ما وجود نداشتند، انسان با کمبود مواد مغذی مواجه می شد. مشکلات در مناطق فقیر جهان که در حال حاضر با کمبود گزینه های غذایی مغذی روبرو هستند بدتر هم می شد.
همچنین، با توجه به اینکه بسیاری از حیواناتی که ما می خوریم به گیاهان متکی هستند که نتیجه مستقیم گرده افشانی زنبور عسل است، انسان ها شاهد کمبود گوشت و محصولات لبنی می شدند. به دلیل تئوری کلاسیک عرضه و تقاضا، محصولاتی که قابل دسترس بودند، احتمالاً برای کسانی که از نظر اقتصادی ضعیف هستند، مقرون به صرفه نیستند.
آیا گرده افشان های دیگری به جز زنبورها وجود دارد؟
اگرچه زنبورها اکثر گرده افشانی ها را انجام می دهند، سایر حشرات مانند پروانه ها، بید ها، زنبورها، سوسک ها، مگس ها و پشه ها نیز گرده افشان هستند. پرندگان و خفاش ها نیز گرده افشانی می کنند و حتی برخی از پستانداران کوچک (جوندگان، موش های پوزه دراز و کیسه داران) را می توان گرده افشان نامید.
در جداول زیر اهمیت گرده افشانی توسط زنبوران عسل به همراه گیاهان منتفع از آن آورده شده اند:
Delaplane, K. S., & Mayer, D. F. (2000). Crop pollination by bees. CABI publishing
DOI:10.1079/9780851994482.0000
Batra, S. W. T. (1995). Bees and pollination in our changing environment. Apidologie, 26(5), 361-370
Khalifa, S. A., Elshafiey, E. H., Shetaia, A. A., El-Wahed, A. A. A., Algethami, A. F., Musharraf, S. G., … & El-Seedi, H. R. (2021). Overview of bee pollination and its economic value for crop production. Insects, 12(8), 688
https://doi.org/10.3390/insects12080688
James, R., James, R. R., & Pitts-Singer, T. L. (Eds.). (2008). Bee pollination in agricultural ecosystems. Oxford University Press on Demand
