Owady jako zapylacze roślin leczniczych

1.2 Owady pożyteczne z punktu widzenia produkcji zielarskiej

1.2.1 Owady jako zapylacze roślin leczniczych

Początki aktywności owadów jako zapylaczy roślin datuje się na okres powstania pierwszych okrytonasiennych czyli 125-145 mln lat temu. Początkowo rolę zapylaczy pełniły chrząszcze (Coleoptera) z czasem jednak dominować zaczęły młodsze ewolucyjnie grupy owadów takie jak błonkówki (Hymenoptera) i motyle (Lepidoptera). W ciągu całego okresu koewolucji zmieniały się zarówno rośliny jak i zapylające je owady.

W przypadku roślin zaobserwować można ewolucję kwiatu, który u gatunków owadopylnych przyjmuje żywe barwy i często zwiększa swoje rozmiary. Rośliny zwabiają zapylaczy nie tylko barwą, ale także zapachem. Na kwiatach stwierdzono również występowanie tzw. wskaźników lokalizacji nektaru - barwnych znaków kierujących owady do narządów rozmnażania roślin i nektaru. Znaki takie powstają często przez nierównomierne rozmieszczenie barwnika w różnych obszarach korony kwiatu (np.

1 przystosowania takie można zaobserwować między innymi u niektórych roślin z rodzaju Acacia (np. Acacia cornigera)

naparstnica purpurowa - Digitalis purpurea L.). Mogą jednak występować w postaci specjalnych brodawek barwnikowych zawierających barwnik o innej budowie chemicznej niż ten, który nadaje podstawową barwę kwiatów (np. Papaver sp.). Ciekawym odkryciem było stwierdzenie występowania w roślinach niewidzialnych dla oka ludzkiego wskaźników lokalizacji nektaru [Thompson i in., 1972]. Tworzą je skupienia barwników silnie absorbujących światło w zakresie UV (np. wiesiołek (Oenothera sp.)[Dement i Raven, 1974]). Wskaźniki takie są dostrzegane przez niektóre, wrażliwe na światło UV owady (w tym pszczołę miodną - Apis mellifera L.). Odkrycie niewidzialnych dla większości zwierząt wskaźników nektaru w kwiatach roślin, wytwarzanych specjalnie dla zapylających je owadów potwierdza tylko wyjątkowość wzajemnych interakcji pomiędzy tymi grupami organizmów.

W przypadku owadów także zaobserwować można daleko posuniętą specjalizację związaną z pełnioną przez nie funkcją zapylaczy roślin. Modyfikacji uległy narządy gębowe owadów zapylających przystosowując się do pobierania płynnego pokarmu (nektaru) np.: motyle, muchówki, błonkówki. Owady będące zapylaczami aktywnymi w dzień wykazują także większą wrażliwość w percepcji barw.

W toku ewolucji często zachodzi specjalizacja i dostosowanie się określonego gatunku rośliny do określonej grupy gatunków zapylaczy. W skrajnych przypadkach specjalizacja taka prowadzi do sytuacji, gdy dana roślina zapylana jest wyłącznie przez jeden gatunek owada, tak jak ma to miejsce w przypadku figowców (Ficus sp.) gdzie niemal każdy gatunek jest zapylany przez odrębny rodzaj niewielkich błonkówek [Harborne, 1997].

Stwierdzono, że około 78% krajowych gatunków roślin wykorzystuje owady w procesie zapylania. W klimacie umiarkowanym głównym zapylaczem roślin jest pszczoła miodna – zapyla ona kwiaty 75% gatunków roślin owadopylnych. Inne błonkówki zapylają 21% gatunków roślin owadopylnych podczas gdy pozostałe owady zaledwie 4%

[Boczek i in., 2000].

Ciekawe dane dotyczące przystosowań roślin do owadopylności uzyskano poprzez analizę bazy danych elektronicznego klucza do oznaczania roślin „Flora Ojczysta” [Moraczewski i in., 2000]. W liczącej 1210 gatunków roślin bazie danych autorzy

oznaczyli 881 gatunków (72,8%) jako rośliny owadopylne. Jeszcze większy odsetek gatunków owadopylnych można stwierdzić wśród roślin zaklasyfikowanych przez autorów niniejszej publikacji jako rośliny lecznicze. Wśród 336 gatunków oznaczonych jako rośliny lecznicze aż u 275 gatunków występuje zjawisko zapylania przez owady.

Oznacza to, że około 82% rodzimych roślin leczniczych zapylanych jest przez owady.

Tabela nr 1 Częstość występowania różnych form zapylania wśród roślin na podstawie bazy danych programu „Flora Ojczysta”

[Moraczewski i in., 2000]

zapylenie nie występuje 10 (2,9%) 40 (3,3%)

Ilość gatunków owadopylnych 275 (81,8%) 881 (72,8%)

Ilość gatunków wiatropylnych 49 (14,6%) 270 (22,3%)

Ilość gatunków

hydrogamicznych 1 (0,3%) 5 (0,4%)

Ilość gatunków samopylnych 98 (29,2%) 337 (27,8%)

Ilość gatunków apogamicznych 7 (2,1%) 16 (1,3%)

Ast

Rys. 1 Schemat obrazujący udział gatunków owadopylnych wśród roślin leczniczych w poszczególnych rodzinach.

Jak już wcześniej wspomniano, w klimacie umiarkowanym głównym zapylaczem roślin jest pszczoła miodna. Przystosowania roślin do zapylania przez tego owada objawiają się dużym odsetkiem gatunków o kwiatach żółtych, niebieskich lub

białych. Wynika to z faktu, iż kwiaty o takich barwach są najchętniej odwiedzane przez pszczoły [von Frish, 1950]. Analiza wykonana z pomocą elektronicznego klucza do oznaczania roślin „Flora Ojczysta” [Moraczewski i in., 2000] wykazała, że 90,9% gatunków roślin owadopylnych uwzględnionych w bazie danych programu wytwarza kwiaty w wymienionych kolorach. Wśród owadopylnych roślin leczniczych odsetek ten jest jeszcze większy i wynosi 93%^2,3.

Tabela nr 2 Zestawienie barw kwiatów roślin leczniczych na tle wszystkich gatunków roślin uwzględnionych w komputerowym kluczu do oznaczania roślin Flora Ojczysta [Moraczewski i in., 2000]

Owadopylne rośliny lecznicze

(275 gat.) Wszystkie owadopylne rośliny

uwzględnione w bazie danych (881 gat.)

Barwa kwiatów białe żółte niebieskie białe żółte niebieskie

Ilość

gatunków 143 97 16 412 329 60

Razem 256 gatunków (93%) 801 gatunków (90,9%)



Szczególnie preferowane przez pszczołę miodną są rośliny z rodzin Lamiacae, Scrophulariaceae, Fabaceae, a także Asteraceae, do których należy wiele

gatunków roślin leczniczych. Wiele z nich jest uprawianych na dużą skalę.

Ewolucja roślin w kierunku zapylania przez owady prowadziła do znacznych przekształceń kwiatów dotyczących nie tylko ich barwy, ale także kształtu.

Uważa się, że ewolucja roślin owadopylnych przebiegała od kwiatów promienistych w kierunku kwiatów grzbiecistych. Cecha grzbiecistości kwiatów jest więc bezpośrednio związana z owadopylnością, a częstość występowania gatunków o kwiatach grzbiecistych może być pewnym wyznacznikiem powiązań procesu zapylania u roślin z owadami.

2 przedstawione dane otrzymano stosując standardową konfigurację programu (margines bezpieczeństwa dla cech rozmytych: średni).

3 nie uwzględniono kwiatów o barwach pośrednich np. niebieskofioletowych

Tabela nr 3 Częstość występowania kwiatów grzbiecistych u roślin leczniczych na tle wszystkich gatunków uwzględnionych w komputerowym kluczu do oznaczania roślin Flora Ojczysta [Moraczewski i in., 2000]

Owadopylne rośliny lecznicze (275 gatunków)

Wszystkie owadopylne rośliny uwzględnione w bazie danych

(881 gatunków) Ilość gatunków o

kwiatach grzbiecistych 97 (35,3%) 337 (38,2%)



Ocenia się, że w USA szkodniki owadzie powodują straty w wysokości 3,5 mld USD, jednak zyski jakie przynoszą owady zapylające rośliny przewyższają wymienione starty i oceniane są na 4 mld USD [Boczek i in., 2000]

Na koniec należy jeszcze wspomnieć o zjawisku samozapylania roślin. U wielu roślin (nawet u gatunków posiadających grzbieciste kwiaty o budowie wyraźnie sugerującej owadopylność) występuje zjawisko samopylności (zapylania własnym pyłkiem). Zdolność taka uniezależnia roślinę od owadów. Z drugiej jednak strony nie zapewnia przenoszenia materiału genetycznego pomiędzy różnymi osobnikami (samozapylenie zachodzi najczęściej w obrębie jednego kwiatu). Uważa się jednak, że nawet w przypadku takich gatunków roślin zapylenie przez owady jest korzystne. U osobników zapylanych przez owady następuje efektywniejsze zawiązywanie nasion [Harborne, 1997].