Kwiat pomidora nie ma nektaru, a pyłek trzyma schowany w pylnikach, które otwierają się tylko wąską szczeliną na szczycie. Żeby go wydostać, trzmiel nie musi nic wygrzebywać: obejmuje pylniki i wprawia je w drgania. Brzęczenie, które przy tym słychać, jest skutkiem ubocznym, nie narzędziem.
Kwiat, który zamknął pyłek za wąską szczeliną
U większości roślin kwiatowych pylnik pęka wzdłuż i pyłek sypie się sam, gdy tylko dojrzeje. U części gatunków otwór jest znacznie mniejszy: zostaje wąska szczelina albo kilka porów na szczycie pylnika. Takich roślin jest w przyrodzie sporo. Według klasycznego przeglądu Buchmanna pylniki tego typu ma około 6 procent gatunków okrytozalążkowych, a liczbę gatunków zapylanych przez wibracje szacuje się na ponad 20 tysięcy. [1]
Powód jest prosty. Pyłek jest dla rośliny cenniejszy niż kropla nektaru, bo to męskie komórki rozrodcze. Wąski otwór działa jak dozownik: nie oddaje całego zapasu przy pierwszym gościu, tylko po trochu, przy kolejnych odwiedzinach. Dla pszczoły oznacza to jednak kłopot. Pyłek da się zebrać, ale trzeba go najpierw wytrząsnąć, a nie każdy owad potrafi to zrobić.
Stożek, który trzeba chwycić
Kwiat pomidora jest tego dobrym przykładem. Jego pylniki są zrośnięte w żółty stożek, który otwiera się dopiero na samym czubku, wąską szparą. W środku stożka siedzi słupek, a z zewnątrz nie ma do czego się dobrać: ani kropli nektaru, ani luźnego pyłku na powierzchni. Owad musi więc szarpnąć całym mechanizmem.
Trzmiel robi to w bardzo konkretny sposób. Chwyta podstawę stożka żuwaczkami i zgina ciało w literę C, tak że obejmuje pylniki całym tułowiem. Skrzydła zostają złożone, a mięśnie, które normalnie wprawiają je w ruch, zaczynają szybko drgać. Drgania przechodzą przez tułów, głowę i odnóża na kwiat. Pyłek, który leżał luźno w środku pylnika, odbija się od jego ścianek i wypada przez otwór na owada. [2]
Brzęczenie to tylko efekt
Przez długi czas sądzono, że pyłek wysypuje sam dźwięk, że fala akustyczna wstrząsa wnętrzem pylnika. Współczesne pomiary tego nie potwierdzają. Liczy się mechaniczne drganie podłoża, a nie ciśnienie powietrza, które przy okazji powstaje. Dźwięk jest produktem ubocznym, tak jak kurz spadający z trzęsionego dywanu.
Co więcej, nie chodzi o wysokość dźwięku, choć to on zwrócił uwagę pierwszych badaczy. Paul De Luca z zespołem nagrał trzmiele ziemne zbierające pyłek z Solanum rostratum i sprawdził, jak poszczególne cechy drgania przekładają się na ilość pyłku. Większa amplituda i dłuższe drganie dawały wyraźnie więcej pyłku. Częstotliwość nie miała już kierunkowego wpływu. [3] Innymi słowy, mocniejsze szarpnięcie działa lepiej niż wyższy ton. Cięższe trzmiele brzęczą z większą amplitudą, więc w praktyce zbierają więcej.
Same wartości są przy tym dość podobne u różnych gatunków. Typowy zakres wibracji kwiatowych podawany w materiałach uniwersyteckich to mniej więcej 240 do 405 herców, czyli kilkaset drgań na sekundę. [4] To nisko jak na dźwięki, które słyszymy jako brzęczenie, ale wystarczająco, żeby pyłek zaczął podskakiwać w pylniku.
Czego pszczoła miodna nie potrafi
Wibrować potrafi spora część pszczół. W jednym z przeglądów zebrano to zachowanie u przedstawicieli 74 rodzajów, co oznacza, że może je mieć ponad połowa z około 20 tysięcy gatunków pszczół. Są jednak wyraźne wyjątki i należy do nich pszczoła miodna. Nigdy nie zaobserwowano, żeby Apis mellifera wytrząsała pyłek w ten sposób. [5]
W praktyce ma to konsekwencje, które widać w plonach. Hazel Cooley i Mario Vallejo-Marín zebrali 71 eksperymentów z 24 badań nad zapylaniem pomidora i porównali, co dzieje się z masą owoców. Kwiaty odwiedzane przez pszczoły, które potrafią wibrować, oraz te pozostawione otwartemu zapyleniu dawały owoce cięższe niż kwiaty bez żadnego zapylenia. Pszczoły niepotrafiące wibrować, sztuczne wstrząsacze i oprysk auksyną nie dawały istotnej różnicy.
Szklarnia pełna trzmieli
Pomidor uprawiany pod szkłem nie ma wiatru, który potrząsałby kwiatami, i zwykle nie ma tam pszczół miodnych. Od końca lat osiemdziesiątych hoduje się więc trzmiele na skalę przemysłową. W Europie standardem stał się trzmiel ziemny, Bombus terrestris. W jednym z wcześniejszych doświadczeń szklarniowych w Wielkiej Brytanii trzmiele podniosły masę owoców o około 75 procent w stosunku do kwiatów bez zapylenia, różdżka wibracyjna o około 36 procent, a pszczoły miodne o około 28 procent.
Skala ma jednak swoją cenę. Sprowadzanie obcych trzmieli do nowych krajów kończyło się czasem źle. W Ameryce Północnej importowany Bombus occidentalis załamał się w latach dziewięćdziesiątych, prawdopodobnie w wyniku patogenów roznoszonych przez handel koloniami. W Chile i Argentynie zadomowiony trzmiel ziemny przyczynił się do spadku liczebności rodzimego Bombus dahlbomii, największego trzmiela świata. Australia, która nie ma rodzimych trzmieli, nadal opiera zapylanie pomidorów głównie na drganiach mechanicznych.
Szczoteczka do zębów zamiast trzmiela
W domowych uprawach popularny trik to elektryczna szczoteczka do zębów przyłożona do szypułki kwiatu. To nie zabawa. Kwiat pomidora rzeczywiście potrzebuje wstrząsu, żeby oddać pyłek, a w szklarni bez owadów robi to wiatr albo człowiek. Wyniki sztucznych drgań są jednak nierówne. W analizie zbiorczej wypadały nieistotnie, w pojedynczych doświadczeniach dawały kilkadziesiąt procent zwyżki. Wiele zależy od odmiany: u jednych pylniki pękają szerzej i pyłek sypie się od lekkiego ruchu, u innych potrzeba mocnego szarpnięcia.
Jest też druga strona. Zbyt częste odwiedziny uszkadzają kwiaty, bo trzmiel naprawdę gryzie pylniki, a nie tylko je muska. Przy nadmiarze kolonii owoce bywają zniekształcone. Mechanizm, który roślinie służy, w złej dawce szkodzi.
Dozownik i klucz
Kwiat pomidora nie jest więc biernym talerzem z pyłkiem. To dozownik z wąskim otworem, który otwiera się tylko na odpowiedni wstrząs, i trzmiel z mięśniami, które taki wstrząs potrafią wytworzyć. Roślina oddaje pyłek temu, kto umie potrząsnąć, a owad dostaje pokarm, którego nie widzi i nie może polizać. Cała transakcja trwa milisekundy, a słychać z niej tylko brzęczenie, które niczego nie wysypuje.
Źródła
- Vallejo-Marín M., Russell A. L., „Harvesting pollen with vibrations: towards an integrative understanding of the proximate and ultimate reasons for buzz pollination”, Annals of Botany 133(3), 2023, s. 379-398. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11006549/
- Vallejo-Marín M., „How and why do bees buzz? Implications for buzz pollination”, Journal of Experimental Botany 73(4), 2022, s. 1080-1092. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8866655/
- De Luca P. A., Bussière L. F., Souto-Vilaros D., Goulson D., Mason A. C., Vallejo-Marín M., „Variability in bumblebee pollination buzzes affects the quantity of pollen released from flowers”, Oecologia 172, 2013, s. 805-816. https://doi.org/10.1007/s00442-012-2535-1
- Daughtry M., „What’s That Sound? Buzz Pollination!”, N.C. Cooperative Extension, 21 czerwca 2024. https://jackson.ces.ncsu.edu/news/whats-that-sound-buzz-pollination/
- Cooley H., Vallejo-Marín M., „Buzz-Pollinated Crops: A Global Review and Meta-analysis of the Effects of Supplemental Bee Pollination in Tomato”, Journal of Economic Entomology 114(2), 2021, s. 505-519. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8042731/
- Zdjęcie: Metin GÜLEŞCİ, „Bumblebee on tomato”, Wikimedia Commons, 3 czerwca 2015, licencja CC BY 4.0. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bumblebee_on_tomato.jpg, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/. Kadr zmieniony: przycięcie do proporcji 16:9 i zmniejszenie do 1200×675 pikseli.
