Owady roznoszą choroby? Zagrożenie wykryli badacze z Polski
Ta roślina przyciąga owady zapylające jak magnes. Okazuje się jednak, że jej kwiaty często zainfekowane są patogenami. Owady zbierając nektar przyczyniają się zatem do rozprzestrzeniania się wielu chorób. Wspomaganie procesu rozprzestrzeniania patogenów przez owady zapylające zainfekowanych kwiatów to zjawisko, które gruntownie przebadał zespół naukowców z Instytutu Ochrony Przyrody Polskiej Akademii Nauk.
Odkrycia naukowców koncentrują się na inwazyjnym niecierpku gruczołowatym (Impatiens glandulifera), jednej z najbardziej nektarodajnych roślin w Europie, który przyciąga zapylacze, w tym przede wszystkim dwa gatunki trzmieli: Bombus pascuorum oraz Bombus hortorum. Wykryte przez naukowców grzyby, które kolonizują kwiaty niecierpka, są odpowiedzialne za wywoływanie groźnych chorób u wielu innych gatunków roślin, włączając te uprawiane. Właśnie te wyniki badań zostały opisane w artykule naukowym opublikowanym w czasopiśmie „NeoBiota”.
Badania obejmowały wiele czynników, które wpływają na obecność patogenów i liczebność zapylaczy. Wśród tych czynników wymienia się m.in. wielkość rośliny, długość dolnego płatka kwiatu, szerokość wlotu, temperatura powietrza oraz ilość nasłonecznienia. Badania prowadzono w trzech różnych regionach Polski: na Pogórzu Izerskim, w Krakowie oraz w Muszynie.
Niecierpek gruczołowaty – źródło groźnych patogenów
Inwazyjny niecierpek gruczołowaty, pochodzący z Himalajów, przybył do Europy w XIX wieku, stając się jednym z uciążliwych gatunków inwazyjnych. Jego szybki wzrost przyczynia się do zmniejszenia różnorodności biologicznej w obszarach, które opanował, nawet do 25%. Obecnie jest obecny w 35 krajach europejskich oraz w wielu miejscach Ameryki Północnej, Oceanii i Azji. Jednakże, jego intensywne przyciąganie owadów zapylających prowadzi także do ograniczenia dostępu dla tych owadów do rodzimych roślin dzikich i uprawnych na tych obszarach.
Walka z tym inwazyjnym gatunkiem jest zadaniem niezwykle trudnym. Jego tempo wzrostu oraz efektywność fotosyntezy przewyższają te u rodzimych roślin. Co więcej, posiada on imponujące właściwości przeciwdrobnoustrojowe i zdolność do rozprzestrzeniania się wzdłuż cieków wodnych. Niemniej jednak, jako jednoroczna roślina, która rozprzestrzenia się tylko poprzez nasiona i ma niską zdolność do samozapylania, naukowcy sugerują, że ograniczanie atrakcyjności tego gatunku dla owadów zapylających może zahamować jego ekspansję.
W zahamowaniu ekspansji niecierpka gruczołowatego może pomóc:
- Uprawa rodzimych gatunków roślin, które są atrakcyjne dla owadów zapylających, ale nie są podatne na choroby wywoływane przez patogeny obecne w kwiatach niecierpka gruczołowatego.
- Usuwanie niecierpka gruczołowatego z terenów miejskich i wiejskich.
- Edukacja społeczeństwa na temat szkodliwości inwazyjnych gatunków roślin.
Źródło nektaru – źródło choroby
Nieoceniona rola owadów zapylających, zwłaszcza w przypadku niecierpka gruczołowatego, jest oczywista. Wyniki badań pokazują jednak, że owady zapylające mogą odgrywać kluczową rolę także w rozprzestrzenianiu chorób przez inwazyjne gatunki roślin. Rośliny te produkują znaczne ilości nektaru, sięgające nawet 0,3 mg na godzinę na jeden kwiat. W związku z tym, naukowcy z Instytutu Ochrony Przyrody PAN postanowili zbadać, czy istnieją czynniki wpływające na tę aktywność, ze szczególnym uwzględnieniem patogenów obecnych w kwiatach niecierpka.
Badania były przeprowadzane w ciepłe i bezdeszczowe dni. W tym samym czasie każdego dnia mierzono liczbę owadów zapylających odwiedzających 10 wybranych roślin w ciągu 60 minut. Po zakończeniu każdego eksperymentu, kwiaty były wycinane i poddawane analizie anatomicznej, a także badaniom laboratoryjnym w Zakładzie Botaniki Systematycznej i Środowiskowej na Uniwersytecie im. Adama Mickiewicza w Poznaniu.
Poprzednie badania sugerowały, że rośliny zainfekowane patogenami mogą być mniej atrakcyjne dla owadów zapylających, ponieważ owady te potrafią rozpoznawać zakażone kwiaty i unikać ich celowo. Niestety, rośliny te mogą w pewien sposób rekompensować obecność patogenów poprzez zwiększanie liczby kwiatów i/lub ilości nektaru, co z kolei może zwiększać szanse na przeniesienie patogenów na inne rośliny odwiedzane przez te same owady. To ważne nie tylko w kontekście transmisji w obrębie tego samego gatunku, ale również w międzygatunkowym.
W rezultacie badań, okazało się, że dwa gatunki trzmieli, Bombus pascuorum oraz Bombus hortorum, są głównymi zapylaczami inwazyjnego niecierpka gruczołowatego. Niezależnie od regionu, w którym prowadzono obserwacje, to właśnie one dominowały w procesie zapylania tego gatunku roślin. Co więcej, groźne patogeny w kwiatach tego niecierpka to Botrytis cinerea (gronowiec szary) oraz Fusarium graminearum.
Dlaczego niecierpek jest groźny?
- Oprócz Botrytis cinerea i Fusarium graminearum, w kwiatach niecierpka gruczołowatego wykryto również inne patogeny, takie jak: Erysiphe graminis (mączniak prawdziwy), Alternaria solani (alternarioza) i Septoria nodorum (rdza).
- Niecierpek gruczołowaty jest tak inwazyjny, że może całkowicie wyprzeć rodzime gatunki roślin. W niektórych regionach Europy przyczynił się do zmniejszenia różnorodności biologicznej nawet o 25%.
- Ograniczenie atrakcyjności niecierpka gruczołowatego dla owadów zapylających może być trudne, ponieważ roślina ta produkuje dużą ilość nektaru, który jest głównym źródłem pokarmu dla tych owadów.
Te dwa patogeny wywołują poważne choroby zarówno u rodzimych gatunków roślin, jak i setek gatunków roślin uprawnych na całym świecie, zajmując miejsce w czołówce najważniejszych grzybicznych patogenów. (...) Ułatwianie ich przenoszenia poprzez inwazję niecierpka gruczołowatego prowadzi do redukcji produkcji roślinnej i wzrostu strat ekonomicznych. Niestety, ten aspekt negatywnego oddziaływania obcych gatunków roślin jest często pomijany.
– piszą autorzy opracowania.
Inwazje biologiczne stanowią poważne zagrożenie dla gospodarki ludzkiej i środowiska naturalnego. Chociaż Unia Europejska wprowadziła bardziej restrykcyjne regulacje dotyczące rozprzestrzeniania się i wprowadzania nowych inwazyjnych gatunków, nadal istnieje niedostateczny poziom kontroli w tym obszarze. Potrzebne są dalsze badania, aby lepiej zrozumieć mechanizmy rozprzestrzeniania chorób przez owady zapylające. Dzięki temu można będzie opracować skuteczniejsze metody kontroli inwazyjnych gatunków roślin.
Źródło: Niezalezna.pl, PAP, neobiota.pensoft.net
