Små bier spiller en stor rolle i træernes hemmelige sexliv

Når det kommer til sex mellem planter, bittesmå bier på størrelse med mariehøns spiller en afgørende rolle for at fremme langdistanceparringer. Det opdagede forskere ved University of Texas i Austin efter en af ​​de mest detaljerede faderskabstests i vilde træer, der nogensinde er blevet udført. Forskningen giver ny indsigt i, hvordan små bestøvende dyr fremmer genetisk mangfoldighed, der er afgørende for planternes tilpasning i lyset af sygdomme, klimaændringer og andre trusler, der er relevante for landbrug og genplantningsindsatser verden over.

I en undersøgelse offentliggjort i denne uge i Procedurer fra National Academy of Sciences , forskere identificerede de veje, som hundredvis af vilde bier rejste til og fra træerne, de bestøvede på tværs af et skovområde på mere end 690 hektar.

Til biologernes overraskelse, de mindste bier formåede at tilbagelægge afstande lige så langt som deres større bestøvende fætre, fungerer ofte som bittesmå matchmakers for træer adskilt af mere end en kilometer (> 2 km). Faktisk, i halvdelen af ​​de tilfælde, hvor et par træer adskilt med en betydelig afstand skabte en frugt sammen, pollen havde været båret af en bi, der ikke var større end et gran ris.

"Størrelse er ikke alt, "sagde Shalene Jha, en lektor i integrativ biologi og den primære efterforsker på undersøgelsen. "Disse små bier er ansvarlige for store gavnlige virkninger med hensyn til reproduktion og genstrømning."

Kortlægning af træer, bier og genetiske markører tog cirka fire år og strakte sig over tre dele af en tropisk regnskov nær Panamakanalen. Undersøgelsesområdet var 10 gange større end de fleste tidligere forskningsprojekter, der forsøgte at kortlægge pollenbevægelse medieret af bier.

"Hvis du arbejder i en lille del af skoven, du er kun i stand til at måle pollenbevægelse i et lille område, "Jha sagde." Vi tog signalet om, hvor langt disse små bier bevæger sig, fordi vi begyndte at udføre arbejde, der stod i rimeligt forhold til den skala, de rent faktisk flyver med. "

Mere end 85 procent af planterne, herunder næsten to tredjedele af fødevareafgrøder, stole på bier og andre bestøvende insekter til seksuel reproduktion. De fleste undersøgelser af bestøvende insekter har primært fokuseret på større bier, som bærer mest pollen og dermed, hjælpe planter med at producere mest frugt og frø.

Ikke desto mindre, der er titusinder af biarter, og Jha og hendes team ønskede at forstå mere om funktionen af ​​mindre bier. De opdagede, at de bittesmå bier besøger flere blomster end deres større kolleger, og de dækker bemærkelsesværdige afstande, når de bestøver. Bier så små som få millimeter flytter pollen på tværs af områder mere end en million gange deres kropsstørrelse. For at sætte det i perspektiv, en gennemsnitlig voksen person ville skulle rejse fra steder omtrent så langt fra hinanden som Los Angeles og Chicago for at tilbagelægge en tilsvarende afstand.

Fordi disse langdistance-kampe hjælper med at forhindre indavl blandt nært beslægtede planter, de langt flyvende bier hjælper træer med at få en blomstrende ny generation af afkom til at erstatte dem.

"Vi har ikke traditionelt spurgt, hvordan bestøvere påvirker den måde gener overføres på tværs af generationer, men det er utroligt vigtigt for langsigtet befolkningspersistens, "Jha sagde." Vi kigger typisk på frø eller antallet af frø, når vi vil vide en bi's rolle i bestøvningstjenesten, men ikke 'hvem er fædrene til disse frø?' "

Ifølge Jha, at kende forældrene til et givet frø eller en plante er afgørende. Landmænd og skovbrugere har længe brugt disse oplysninger til at planlægge ikke kun mængde i produktion, men også kvalitet - f.eks. saftigere eller større frugter i en afgrøde, eller hurtigere voksende træer i en skov.

Panama er et hotspot for biodiversitet, og Miconia -træer spiller en central rolle i landets regnskove. I løbet af det sidste halve århundrede, skovrydning har reduceret andelen af ​​skov i landet med næsten 30 procent, forårsager erosion og andre udfordringer i et økonomisk vigtigt vendepunkt - det, der omgiver Panamakanalen.

Jha mener, at den nye undersøgelse belyser både, hvordan bestøvere i alle størrelser kan bidrage til at fremme plantens reproduktion og genplantning på steder som Panama, og hvordan små bestøvere hjælper planter i økosystemer verden over. Bi arter de fleste steder, herunder USA, tendens til at variere i størrelse og i bestøvende adfærd på måder, der ligner de arter, der er undersøgt i Panama. Fordi mindre bier ofte har vist mere modstandsdygtighed end deres større fætre over for trusler som ødelæggelse af levesteder, det er nyttigt at kende deres potentiale som pollenspredere i lyset af andre biers tilbagegang.

Postdoktorforsker Antonio Castilla var første forfatter på papiret med Jha. Undersøgelsens medforfattere var UT Austin-kandidatstuderende Nathaniel Pope og Megan O'Connell, UT Austin bachelor Maria Rodriguez, Jha lab opsøgende koordinator Laurel Trevino, og universitetet i Panamas Alonso Santos.