Zapylacze rozprzestrzeniają choroby z zainfekowanych kwiatów

Rozprzestrzenianie groźnych chorób inwazyjnych roślin przez owady zapylające może prowadzić do znacznych strat ekonomicznych i ekologicznych. Wiedza na ten temat jest więc istotna zarówno z punktu widzenia różnorodności biologicznej, jak i rolnictwa.

Badacze z Instytutu Ochrony Przyrody Polskiej Akademii Nauk zidentyfikowali grzyby zasiedlające kwiaty jednej z najbardziej nektarodajnych roślin w Europie - inwazyjnego niecierpka gruczołowatego (Impatiens glandulifera). Jego zapylaczami są przede wszystkim dwa gatunki trzmieli: Bombus pascuorum i Bombus hortorum. Ponieważ wiadomo, że wykryte grzyby powodują groźne choroby wielu innych gatunków roślin, w tym roślin uprawnych, ich rozprzestrzenianie ma duże znaczenie nie tylko dla polskiej przyrody, ale i rodzimej produkcji rolnej. Swoje spostrzeżenia naukowcy opisali w czasopiśmie „NeoBiota”.

W ramach badania biolodzy określali czynniki, które wpływają na obecność gatunków patogenów i liczebność zapylaczy. Było to m.in: wielkość rośliny, długość dolnego płatka kwiatu i szerokość jego wlotu, temperatura powietrza i nasłonecznienie. Badania prowadzono w trzech regionach Polski - na Pogórzu Izerskim, w Krakowie i w Muszynie.

Pochodzący z Himalajów niecierpek gruczołowaty przybył do Europy w XIX w., stając się bardzo uciążliwym gatunkiem inwazyjnym. Jego gwałtowny wzrost przyczynia się do znaczącego - nawet 25-procentowego - ograniczenia różnorodności biologicznej na terenach, na których się rozprzestrzenił. Obecnie występuje w 35 krajach naszego kontynentu, a także w wielu miejscach Ameryki Północnej, Oceanii i Azji. Ze względu na intensywne przyciąganie zapylaczy niecierpek ogranicza również dostępność owadów zapylających do naturalnie występujących na tych terenach roślin dzikich i uprawnych.

Niestety, zwalczanie gatunku jest bardzo trudne, często wręcz niemożliwe. Jego tempo wzrostu i wydajność fotosyntezy są dużo większe niż u rodzimych roślin. Ma także imponujące właściwości przeciwdrobnoustrojowe oraz ciekawą zdolność do rozprzestrzeniania się wzdłuż cieków wodnych. Jednak ponieważ jest rośliną jednoroczną, która rozprzestrzenia się wyłącznie poprzez nasiona i ma niską zdolność do samozapylania, naukowcy pokładają nadzieję w tym, że jest zależny od zapylaczy. Gdyby udało się ograniczyć jego atrakcyjność dla tej grupy zwierząt, jego ekspansja byłaby utrudniona.

Na razie niecierpki w wabieniu zapylaczy są wręcz mistrzami. Wytwarzają niespotykane ilości nektaru, wynoszące 0,3 mg na godzinę na jeden kwiat. Badacze z IOP PAN postanowili więc sprawdzić, czy są jakieś czynniki, które wpływałyby na aktywność tego procesu, ze szczególnym uwzględnieniem patogenów występujących w kwiatach I. glandulifera.

Badania przeprowadzono w ciepłe i bezdeszczowe dni. O tej samej porze dnia liczono, ile zapylaczy odwiedza kwiaty wybranych 10 roślin w ciągu 60 minut. Na koniec każdego badania kwiaty odcinano, po czym poddawano analizie anatomicznej oraz odsyłano do badań w laboratorium Zakładu Botaniki Systematycznej i Środowiskowej Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu.

Wcześniejsze badania sugerowały, że nierzadko zainfekowane grzybami, choć nie tylko nimi, rośliny mogą być mniej atrakcyjne dla zapylaczy, ponieważ te ostatnie potrafią rozpoznawać zakażone kwiaty i ich celowo unikać. Niestety, rośliny takie starają się kompensować obecność patogenów wytwarzając więcej kwiatów i/lub więcej nektaru, w związku z czym patogeny występujące w tak często zapylanych kwiatach jak I. glandulifera mogą mieć ostatecznie większą szansę na przeniesienie na inne osobniki, odwiedzane przez te same owady. Chodzi tu zarówno o transmisję w obrębie tego samego gatunku, jak również tę międzygatunkową.

W tym przypadku ustalono, że niecierpka najczęściej odwiedzają dwa gatunki trzmieli i to niezależnie od regionu, w którym prowadzono obserwacje. Były to B. hortorum oraz B. pascuorum. Najbardziej niebezpiecznymi i najłatwiej rozprzestrzenianymi poprzez te zapylacze patogenami były zaś grzyby: Botrytis cinerea (gronowiec szary, inaczej szara pleśń) oraz Fusarium graminearum.

„Te dwa patogeny powodują wyniszczające choroby rodzimych gatunków roślin i setek gatunków roślin uprawnych na całym świecie i znajdują się na liście 10 głównych patogenów grzybiczych. (...) Ułatwianie ich przenoszenia przez inwazję I. glandulifera zmniejsza produkcję roślinną i zwiększa straty ekonomiczne. Niestety, ten aspekt szkodliwego oddziaływania obcych gatunków roślin nadal jest pomijany” - piszą autorzy publikacji.

Ich zdaniem jest to duże niedopatrzenie, ponieważ inwazje biologiczne mogą mieć krytyczne konsekwencje dla gospodarki człowieka. Mimo że Unia Europejska zaostrzyła prawo dotyczące możliwości rozprzestrzeniania się i nowych introdukcji najgroźniejszych gatunków obcych, poziom kontroli nadal jest niewystarczający.

Nauka w Polsce, Katarzyna Czechowicz

kap/ bar/