ZAPYLACZE: RODZAJE I ICH CECHY, ZNACZENIE - BIOLOGIA

W zapylaczy są odpowiedzialne czynniki biotyczne rozmnażania płciowego roślin, które wymagają transportu i wymiany pyłku między ich męskich i żeńskich struktur kwiatowych. Zapylanie większości roślin okrytozalążkowych zależy od kręgowców lub bezkręgowców.

Rośliny można zapylać środkami biotycznymi lub abiotycznymi. Czynniki abiotyczne nie nawiązują relacji z rośliną i mogą to być wiatr lub woda. Z drugiej strony w zapylaniu biotycznym uczestniczy drugi organizm, zapylacz, który regularnie odwiedza kwiat i nawiązuje interakcję kwiat-zapylacz.

Pszczoła odwiedzająca kwiat (Źródło: pixabay.com/)

Związek między kwiatem a jego zapylaczem jest mutualistyczny, ponieważ generalnie istnieje pewien rodzaj atraktantu (zapach i kolor) lub bezpośredniej nagrody (nektar i pyłek) dla zapylacza, podczas gdy kwiat wykorzystuje zwierzę do transportu pyłku i rozmnażania się. .

Większość zapylaczy to gatunki „uogólnione”, które odwiedzają wiele różnych gatunków roślin. Jednak niektórzy mają wyłączne preferencje dotyczące określonych gatunków roślin, a te znane są jako „specjaliści”. Rośliny odwiedzane przez tych specjalistów mają złożone i specyficzne przystosowania do interakcji ze swoim zapylaczem.

Różne typy zapylaczy powodują rozbieżności w cechach kwiatowych, które obejmują między innymi morfologię, zapach i kolor, rozmiar, nagrodę, fenologię. Każda cecha jest skutecznie wybierana pod kątem potrzeb poszczególnych grup zapylaczy.

Rudolf Jakob Camerarius jako pierwszy zaobserwował zapylenie kwiatów biseksualnych w 1694 r. Jednak to Dobbs i Müller odpowiednio w 1750 i 1751 r. Szczegółowo opisali zapylenie krzyżowe i znaczenie zwierząt, takich jak owady, w transporcie pyłku. , ukuwając termin „zapylacze”.

Rodzaje i ich cechy

Obecnie znane są cztery typy biotycznych zapylaczy: owady, ptaki, ssaki i gatunek gada.

-Owady

Dla owadów kwiaty są strukturami zdolnymi do zaspokojenia dużej części ich potrzeb żywieniowych, uzyskując większość potrzebnej energii z węglowodanów zawartych w nektarze lub pyłku.

Chrząszcze

Chrząszcze są najmniej wyspecjalizowaną grupą owadów zapylających i zwykle nawiązują relacje z kwiatami z obszarów tropikalnych. Owady te mogą wydobywać nektar i pyłek tylko z płaskich, otwartych kwiatów, ponieważ nie mają wyspecjalizowanych struktur ust.

Chrząszcze kwiatożerne mają ciała pokryte włoskami i łuskami, które są bardzo przydatne do przylegania ziaren pyłku. Rośliny z rodzaju Magnolia są odwiedzane przez wiele chrząszczy.

Muchy

Muchy lub diptera są bardziej wyspecjalizowanymi zapylaczami niż chrząszcze: dzięki niewielkim rozmiarom docierają do wnętrza kwiatów większości gatunków, a dzięki wyspecjalizowanym szczękom mogą z łatwością odżywiać się nektarem.

Owady te są odpowiedzialne za zapylanie gatunków roślin, które kwitną w niekorzystnych warunkach.

Największa na świecie roślina kwitnąca, Amorphophallus titanum, znana jako „kwiat zwłok”, jest zwykle zapylana przez muchy, które są wabione przez nieprzyjemny zapach, który emanuje z kwiatu.

Hymenoptera

Pszczoła na kwiecie słonecznika (Źródło: pixabay.com/)

Błonkoskrzydłe należą do najbardziej rozwiniętych, wyspecjalizowanych i ważnych gospodarczo zapylaczy. Ta grupa obejmuje osy, mrówki i pszczoły.

Osy

Osy mają najbardziej zróżnicowane cykle życiowe i mają mechanizmy zapylania bardzo podobne do much. Nie mają wielkich specjalizacji ustnych, dlatego mają dostęp tylko do najbardziej otwartych kwiatów.

Osy, podobnie jak muchy, szukają nektaru i pyłku w ramach swojej diety, ale nie są tak wyspecjalizowane jak pszczoły i rozpoznają tylko jeden kolor i zapach kwiatów. Owady te stanowią złożone społeczeństwa: przynoszą pożywienie młodym, które mogą polizać szczęki po spożyciu nektaru.

W tropikach odnotowano ostrzeżenia zapylające gatunki storczyków, takie jak Celosía argentea, jednak do tej pory nie znaleziono żadnych gatunków roślin, które byłyby zapylane wyłącznie przez osy.

Mrówki

Mrówka odwiedzająca kwiatek (Źródło: pixabay.com/)

Mrówki są zainteresowane głównie cukrem zawartym w kwiatach, albo w samym kwiatku, albo w nektarnikach. Mimo to są tak małe, że mogą wchodzić i wychodzić z kwiatów, nawet nie dotykając pylników lub piętna, a ich twarde, woskowane ciała nie wydają się przylegać znacznych ilości pyłku, aby mówić o środkach zapylających.

Uważa się, że mrówki są raczej złodziejami nektaru niż zapylaczami, więc rośliny wykształciły niezliczone mechanizmy uniemożliwiające im dostęp do kwiatu.

Mrówki kojarzone są głównie z zapylaniem roślin na terenach pustynnych, przykładem jest wizyta kwiatów soczystego polikarponu w celu zlizania ich nektaru, którym również niosą pyłek.

Pszczoły

Pszczoły to grupa owadów najlepiej przystosowana do zapylenia. Takie zwierzęta mają szeroki zakres zachowań, od najprostszych (takich jak pasożyty lub samotne pszczoły) do najbardziej złożonych, w społeczeństwach wysoce zorganizowanych i zhierarchizowanych.

Życie pszczół jest ukierunkowane na pełnienie przez nie funkcji zapylaczy, czego dowodem są cechy funkcjonalne i morfologiczne umożliwiające znajdowanie i zbieranie nektaru i pyłku. Mają świetny węch, który pomaga im rozróżniać gatunki kwiatów, które często odwiedzają.

Mogą tworzyć ślady zapachowe na kwiatku, aby wskazywać drogę z ula do innych pszczół; w zależności od gatunku znaki te mogą wynosić od 1 do 20 metrów.

Ponadto posiadają strategie „komunikacyjne” podobne do tańca zygzakowatego, których używają do wskazania innym pszczołom w ulu lokalizacji kwiatu, jego wartości odżywczej, kierunku i odległości.

Pszczoły są wrażliwe na sezonowość, ponieważ większość z nich wykorzystuje słońce do utrzymania orientacji.

Lepidoptera

Monarch Butterfly odwiedza kwiat (Źródło: pixabay.com/)

Lepidoptera to zarówno ćmy, jak i motyle, które różnią się bardziej różnicą w zachowaniu niż morfologią. Motyle mają zwyczaj dzienny, a ćmy zmierzch lub noc.

Najbardziej podstawowe gatunki mają szczęki do żucia pyłku, podczas gdy bardziej rozwinięte mają wyłącznie długą i cienką rurkę ssącą. Większość motyli odżywia się pyłkiem wyekstrahowanym z kwiatów za pomocą ust w kształcie rurki ssącej lub aparatu trąby.

Węchowa atrakcja odgrywa ważną rolę w kwiatach, które zapylają ćmy, zalewają tropikalne nocne powietrze przytłaczającymi zapachami, które są rozpoznawane przez ćmy.

Gatunki odwiedzane przez te Lepidoptera na ogół mają zamknięte przyciski w ciągu dnia i otwarte w nocy, aby umożliwić wejście zapylaczowi.

-Kręgowce

Zapylacze kręgowców mają duże znaczenie na kontynencie afrykańskim i amerykańskim. Są to zwierzęta znacznie większe od owadów, na ogół stałocieplne io różnych potrzebach żywieniowych.

Te zapylacze potrzebują dużych ilości substancji, takich jak białko, węglowodany i wysokokaloryczne tłuszcze, więc zapotrzebowanie żywieniowe jest zwykle pokrywane z innego źródła pożywienia.

Istnieje kilka przypadków ptaków i nietoperzy, które żywią się pyłkiem, aby w pełni pokryć zapotrzebowanie na białko.

Wilgi, kolibry, a nawet dzięcioły tropikalne mają na końcu języka wysoce wyspecjalizowane frędzle w zbieraniu nektaru i pyłku, więc przypuszcza się, że być może te wyspecjalizowane struktury i struktury kwiatowe mogły ewoluować razem.

Kolibry

Hummingbird (Źródło: pixabay.com/)

Kolibry to główne ptaki o charakterze zapylającym. Mają małe ciała i niezwykle aktywny metabolizm, dzięki czemu są w stanie odbyć liczne wycieczki po rozległych polach kwiatowych, aby zaspokoić ich wysokie wymagania żywieniowe.

Kolibry to ptaki terytorialne, które są w stanie zaciekle bronić kwiatów o wysokiej zawartości nektaru, zwłaszcza w okresie lęgowym.

Kwiaty preferowane przez kolibry to te, które zwisają, wystawiając swoje organy na wolną przestrzeń i które mają duże zbiorniki nektaru wewnątrz kwiatu. Przykładem takich kwiatów są te z rodzaju Heliconia.

Nietoperze

Zdjęcie via naturalista.mx

Nietoperze, podobnie jak ptaki, mają szorstką powierzchnię o dużej zdolności do przenoszenia pyłku. Zwierzęta te poruszają się szybko i pokonują duże odległości, gdy wychodzą, aby się pożywić. Pyłki znaleziono w odchodach nietoperzy roślin oddalonych o ponad 30 km.

Nietoperze wyspecjalizowane w zjadaniu pyłku lub nektaru mają ogromne oczy, ważniejszy niż zwykle zmysł węchu (przegrodowy) i mniej rozwinięty aparat sonarowy.

Niektóre mają zdolność unoszenia się lub utrzymywania lotu podczas spożywania pyłku z kwiatów, co jest cechą podobną do kolibrów.

Większość nietoperzy na kontynencie amerykańskim, podobnie jak nietoperze z rodzaju Leptonycteris, pokrywa całe zapotrzebowanie na białko z pyłku, co jest wystarczające zarówno pod względem ilości, jak i jakości kalorycznej.

Znaczenie

Relacje między roślinami a zapylaczami są jednym z najważniejszych rodzajów interakcji roślin i zwierząt w przyrodzie. Rośliny nie mogłyby produkować nasion i rozmnażać się, gdyby nie zapylacze, a bez roślin zapylacze nie mogły żywić się nektarem, więc bez tej interakcji zniknęłyby zarówno populacje zwierząt, jak i roślin.

Zapylanie biotyczne jest kluczowym elementem bioróżnorodności większości grup roślin, a nawet zwierząt i jest ważną usługą ekosystemową dla człowieka, ponieważ duża część spożycia zbóż zależy od biotycznego zapylenia odmian .

Zapylanie biotyczne jest niezbędne dla większości dzikich roślin, które zapewniają pożywienie i pożywienie dla wielu innych organizmów, od których zależy człowiek.

Spadek populacji zapylaczy automatycznie oznaczałby drastyczny spadek gatunków roślin, od których zależy rozmnażanie.

Pszczoły Apis mellifera są jednymi z najbardziej wartościowych ekonomicznie zapylaczy dla monokultur zbóż na całym świecie, ważnych również dla upraw kawy, owoców i innych nasion.

Bibliografia

Faegri, K., & van der Pijl, L. (1979). Zasady ekologii zapylania (wyd. 3). Pergamon Press.
Rosas-Guerrero, V., Aguilar, R., Martén-Rodríguez, S., Ashworth, L., Lopezaraiza-Mikel, M., Bastida, JM, & Quesada, M. (2014). Ilościowy przegląd zespołów zapylania: Czy cechy kwiatów pozwalają przewidywać skuteczność zapylaczy? Ecology Letters, 17 (3), 388–400.
Feilhauer, H., Doktor, D., Schmidtlein, S. i Skidmore, AK (2016). Mapowanie typów zapylania za pomocą teledetekcji. Journal of Vegetation Science, 27 (5), 999-1011.
Vizentin-Bugoni, J., Maruyama, PK, de Souza, CS, Ollerton, J., Rech, AR, & Sazima, M. (2018). Sieci zapylaczy roślin w tropikach: przegląd. W W. Dátilado i V. Rico-Gray (red.), Ecological Networks in the Tropics (str. 73–91). Wydawnictwo Springer International.
Ulfa, AM, Purnama, RC i Wulandari, Y. (2018). Sadzenie ogrodów w celu wsparcia owadów zapylających. Conservation Biology, 1 (3), 169–174.
Nicholls, CI i Altieri, MA (2013). Różnorodność biologiczna roślin wzmacnia pszczoły i inne owady zapylające w agroekosystemach. Recenzja. Agronomy for Sustainable Development, 33 (2), 257–274.
IPBES. (2017). Raport z oceny Międzyrządowej Polityki Naukowej. Platforma różnorodności biologicznej i usług ekosystemowych w zakresie zapylaczy, zapylania i produkcji żywności. (SG Potts, VL Imperatriz-Fonseca, & HT Ngo, red.), Międzyrządowa platforma naukowo-polityczna na rzecz różnorodności biologicznej i usług ekosystemowych (IPBES).
Frankel, R. i Galun, E. (1977). Mechanizmy zapylania, rozmnażanie i hodowla roślin (tom 2).
Ollerton, J., Winfree, R. i Tarrant, S. (2011). Ile roślin kwiatowych jest zapylanych przez zwierzęta? Oikos, 120 (3), 321–326
Garibaldi, LA, Steffan-dewenter, I., Winfree, R., Aizen, MA, Bommarco, R., Cunningham, SA, Carvalheiro, LG (2013). Dzikie zapylacze zwiększają zbiory owoców niezależnie od obfitości pszczół miodnych. Science, 339 (maj), 1608–1611.
Kearns, Kalifornia i Inouye, DW (1997). Rośliny, biologia ochrony roślin i wiele jeszcze pozostaje do nauczenia się na temat zapylaczy i roślin. Conservation Biology, 47 (5), 297–307.
Klein, AM, Vaissière, BE, Cane, JH, Steffan-Dewenter, I., Cunningham, SA, Kremen, C., & Tscharntke, T. (2007). Znaczenie zapylaczy w zmieniających się krajobrazach dla światowych upraw. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 274 (1608), 303–313.

ZAPYLACZE: RODZAJE I ICH CECHY, ZNACZENIE - BIOLOGIA - 2025