Шмели пьют нектар из цветов, а затем выгружают его в свое гнездо – путем рвоты – для использования другими пчелами в колонии. Сахар в нектаре делает его привлекательным, и чем больше сахара в нектаре, тем больше энергии он содержит.
Но нектар также становится более густым и липким по мере увеличения содержания сахара, и пчелам становится труднее пить и срыгивать, что требует больше времени и энергии.
В исследовании, опубликованном сегодня в Journal of the Royal Society Interface, рассматривалась механика питья нектара и срыгивания у одного из самых распространенных шмелей в Великобритании, Bombus terrestris. Было обнаружено, что лучшая концентрация нектара для шмелей с точки зрения общего прироста энергии ниже, чем можно было бы ожидать.
Нектар с низким содержанием сахара легко пьется пчелами, и его очень легко вырвать. По мере того, как нектар становится более сладким, пчелам постепенно требуется больше времени, чтобы пить, но быстро становится все труднее вырвать.
"Шмели должны найти баланс между выбором нектара, который богат энергией, но не требует слишком много времени для питья и разгрузки.
Концентрация сахара в нектаре влияет на скорость походов пчел за пищей, поэтому она влияет на их решения о добыче корма », – сказал доктор Джонатан Паттрик, первый автор этого исследования, в прошлом аспирант, работавший совместно с кафедрами наук о растениях и зоологии Кембриджского университета. в настоящее время работает научным сотрудником с докторской степенью на факультете зоологии Оксфордского университета.
Хотя давно известно, что нектар с более высокой концентрацией сахара требует больше времени для питья пчелами, его влияние на срыгивание нектара ранее не привлекало особого внимания. Эта новая информация поможет ученым сделать более точные прогнозы о том, какие виды нектара шмелям и другим опылителям должны понравиться больше всего, и, следовательно, виды цветов и растений, которые они, скорее всего, будут посещать. Это проинформирует селекционеров о выращивании наиболее привлекательных цветов для лучшего опыления сельскохозяйственных культур и повышения урожайности.
Для проведения исследования пчелам разрешили кормиться сахарными растворами трех различных концентраций в пчелиной лаборатории Департамента растениеводства. При этом пчелы также рассчитывались и взвешивались.
Когда пчелы вернулись в свое «гнездо», исследователи наблюдали за ними через крышку из плексигласа, определяя, сколько времени потребовалось пчелам, чтобы извергнуть собранный ими нектар.
«Что касается нектара с низкой концентрацией, у пчел была быстрая рвота, которая длилась всего несколько секунд, а затем они вернулись и снова начали искать пищу, – сказал Паттрик, – но для действительно густого нектара их рвало целыми веками, иногда напрягаясь почти минуту."
При любой концентрации нектара пчелы изрыгивают нектар быстрее, чем пьют его вначале.
Но по мере того, как концентрация сахара в нектаре – и, следовательно, липкость – повышается, скорость срыгивания уменьшается быстрее, чем скорость питья. «Трудно пить густую липкую жидкость, но представьте, что вы пытаетесь снова выплюнуть ее через соломинку – это было бы еще труднее», – сказал Паттрик. "При определенной концентрации сахара выигрыш в энергии по сравнению с потерей энергии оптимизирован для нектарных кормушек."
Идеальная концентрация сахара в нектаре для максимального потребления энергии зависит от видов, пьющих его, потому что разные виды питаются по-разному. Шмели и пчелы питаются, многократно погружая язык в нектар, но отрыгивают, заставляя нектар снова подниматься по трубке – точно так же, как когда люди больны. Другие виды, такие как пчелы-орхидеи, всасывают нектар вместо того, чтобы поливать его, поэтому бороться еще больше, когда нектар высококонцентрирован.
Это влияет на предпочтение нектара и на растения, которые посещают разные виды.
Современная селекция сельскохозяйственных культур направлена на улучшение таких характеристик, как урожайность и устойчивость к болезням, а не на учет предпочтений опылителей. Новые результаты улучшают прогнозы идеальной концентрации нектара для наиболее эффективного использования шмелей-опылителей.
Нектар производится из цветов для привлечения опылителей и является источником пищи для многих видов насекомых, птиц и млекопитающих.
Уровни сахара, сахарозы, глюкозы и фруктозы в нектаре варьируются в зависимости от растения, производящего его.
"Исследования показали, что количество некоторых опылителей сокращается, но в мире появляется все больше и больше людей, которых нужно кормить. Мы должны лучше использовать имеющихся у нас опылителей ", – сказала профессор Беверли Гловер из Кембриджского департамента наук о растениях и директор ботанического сада Кембриджского университета, руководившая исследованием. «Это исследование поможет нам понять, какие виды цветов и растений чаще всего посещают пчелы, и поможет селекционированию сельскохозяйственных культур наилучшим образом использовать имеющихся опылителей."