«Популяции многих видов пчел сокращаются по всему миру, и считается, что плохое питание является основным фактором, вызывающим это сокращение», — сказала Кристина Грозингер, директор Центра исследований опылителей штата Пенсильвания. «Наши исследования могут помочь идентифицировать виды растений и запасы, которые обеспечивают высококачественное питание шмелей и, возможно, других видов пчел, что поможет в создании благоприятных для опылителей садов и посадочных полос».По словам Энтони Ваудо, аспиранта в области энтомологии, который руководил исследованием, ученые ранее полагали, что предпочтения пчел к цветущим растениям были обусловлены цветочными характеристиками, такими как цвет, запах, морфология или концентрация нектара.«Здесь мы показываем, что шмели на самом деле выбирают растение из-за питательных свойств его пыльцы», — сказал Ваудо. «Это важно, потому что пыльца является основным источником белка и липидов пчел».
Исследователи наблюдали и регистрировали шмелей, когда они собирали пыльцу среди видов растений-хозяев на открытой арене, где пчелы были ограничены только этими растениями. Затем они определили концентрации углеводов, белков и липидов, а также соотношение белков и липидов (P: L) пыльцы со всех растений на арене.
Команда проанализировала взаимосвязь между темпами сбора пищи и питательными качествами пыльцы. Они сообщают о своих результатах в Трудах Национальной академии наук.«Мы обнаружили, что шмели предпочитают посещать растения с пыльцой с высоким соотношением P: L», — сказал Ваудо. «Мы не обнаружили прямой связи между посещением пчел и концентрацией углеводов, белков или липидов в пыльце».
По словам Грозингера, многие исследования показали, что другие виды животных регулируют свой рацион, чтобы убедиться, что они получают достаточно — но не слишком много — своих основных питательных веществ, чтобы оставаться здоровыми. «Пчелы, вероятно, получают большую часть своих углеводов из нектара, а затем им необходимо выборочно питаться различными видами пыльцы, чтобы получить нужное количество как белка, так и липидов», — сказала она.
Растения, наиболее часто посещаемые шмелями в этом исследовании, включали американскую сенну, паукообразный и корень Калвера.Ученые подтвердили свой вывод о том, что шмели предпочитают пыльцу с более высоким соотношением P: L, с помощью лабораторного исследования клетки, в котором они поместили пчел в клетки в отсутствие цветочных сигналов. Вместо цветов пчелам подарили свежую пыльцу разных растений.
Ученые снова обнаружили, что пчелы предпочитают пыльцу с более высоким соотношением P: L.Наконец, чтобы проверить, обусловлены ли предпочтения шмелей питательными качествами, а не каким-либо другим химическим сигналом в пыльце разных видов растений, исследователи гомогенизировали пыльцу, собранную медоносными пчелами, в однородную по питательности смесью. Затем они добавили к пыльце белок и липиды, чтобы создать рацион с различным соотношением P: L, и предоставили их шмелям. Пчелы по-прежнему предпочитали пыльцу с таким же соотношением P: L, которое было обнаружено в полевых исследованиях.
«Эти пищевые соотношения, вероятно, наиболее точно соответствуют оптимальным пищевым потребностям шмелей», — сказал Ваудо. «Кажется, пчелы оптимизируют потребление пищи, а не просто стараются максимизировать количество белка в своем рационе».Откуда шмелям известно содержание P: L в пыльце?«Вероятно, что рабочие, работающие с шмелями, определяют содержание белков и липидов в пыльце двумя способами», — сказал Ваудо. «Во-первых, снаружи пыльцы находится химически сложное вещество, называемое пыльцой, которое включает свободные аминокислоты и жирные кислоты. Вполне вероятно, что пчелы пробуют пыльцу прямо из пыльцы с хемотактильными рецепторами на их антеннах или ротовой полости.
Во-вторых, после того, как пчелы потребляют пыльцу, концентрация питательных веществ в виде белков, липидов и углеводов в их телах изменяется и может вызвать увеличение или уменьшение чувствительности их вкусовых рецепторов к этим питательным веществам ».По словам Ваудо, распространение этих методологий на другие виды пчел может выявить, что потребности в питании и предпочтения видов пчел также объясняют их распространение среди видов растений-хозяев. Это также может помочь объяснить, почему эти распределения могут меняться из года в год и как пчелы связывают другие цветочные сигналы с полезными и неблагодарными ресурсами.«Наши результаты могут помочь в выборе видов растений для восстановления среды обитания для сохранения пчел», — сказал Ваудо. «Мы могли бы выбрать виды растений, которые обеспечивают питательные ресурсы, в которых пчелы нуждаются и которые предпочитают, чтобы мы могли улучшить выживаемость, здоровье, воспроизводство пчел и размер пчелиных популяций».
Это исследование поддержали Североамериканская кампания по защите опылителей, Проект улучшения здоровья пчел, Национальный институт продовольствия и сельского хозяйства Министерства сельского хозяйства и продовольственных исследований Министерства сельского хозяйства США и анонимный донор Центра исследований опылителей.