بررسی فرآیند گرده افشانی گیاهان
در ابتدایی ترین تعریف، گرده افشانی روشی است که گیاهان از طریق آن به باروری و تنوع ژنتیکی دست می‌یابند. فرآیند گرده افشانی هنگامی رخ میدهد که دانه‌های گرده از بخش نرینهٔ یک گل (پرچم) به بخش مادینه (کلاله) گلی دیگر منتقل می‌شوند. پس از وقوع گرده افشانی، گل های بارور شده دانه تولید میکنند که به گیاه مرتبط امکان تکثیر و/یا تشکیل میوه را میدهد.
شاید متوجه شده باشید که به طور خاص از زنبورها نامی نبردیم. گرده افشانی می‌تواند از طریق ساز و کارهای متعددی صورت پذیرد، از جمله برخی روش‌هایی که بدون کمک موجود زنده دیگری انجام می‌شوند. گرده افشانی توسط باد یک نمونه از این موارد است.
با این حال، گرده‌افشان‌های زنده مانند زنبورها نقشی بسیار بزرگ و ارزشمند در گرده افشانی در سراسر جهان ایفا میکنند. بیایید به جزئیات چگونگی این فرآیند بپردازیم.
چرا گرده افشانی مهم است؟
مزایای آن برای انسان‌ها
گرده افشانی مزایای بسیاری برای انسان‌ها دارد که آشکارترین آن، فراوانی مواد غذایی است. ذرت نمونه‌ای از محصولاتی است که به گرده افشانی توسط باد نیاز دارد، یعنی می‌تواند بدون کمک زنبورها رشد کند. در مقایسه، فلفل و گوجه‌فرنگی نمونه‌هایی از گیاهانی هستند که به گرده افشانی توسط حشرات نیاز دارند.
علاوه بر این، غذایی که کشاورزان به دام‌های خود میدهند نیز به گرده افشانی نیاز دارد. بنابراین کمبود گرده افشانی حتی به طور غیرمستقیم بر در دسترس بودن گوشت تأثیر می‌گذارد و می‌تواند به کاهش عرضه سبزیجات، میوه‌ها و آجیل‌ها منجر شود.
گرده افشانی چقدر اهمیت دارد؟
اهمیت گرده افشانی در زندگی ما بسیار مهم است، به ویژه وقتی در نظر بگیریم که هر میوه و سبزی که مصرف می‌کنیم به گرده افشانی از طریق حشرات و یا توسط باد نیاز دارد.
از آنجا که گرده افشانی برای تأمین مواد غذایی حیاتی است، حشرات نقش‌آفرین در این فرآیند از ارزش اجتماعی، اقتصادی قابل توجهی برخوردارند. بسیاری از زنبورداران تجاری، زنبورهای خود را به کشاورزان اجاره میدهند تا گرده افشانی افزایش یابد. در ایالات متحده، صنایع بادام و بلوبری از بزرگ‌ترین اجاره‌گیرندگان زنبورها محسوب می‌شوند.
فراتر از موضوع اجاره و سودآوری زنبورها، مدیریت گرده افشانی به یک حوزه شغلی در حال رشد تبدیل شده است. متخصصان این صنعت در حال توسعه و تحقیق درباره فناوری‌هایی هستند که بتوانند نقش زنبورها و سایر حشرات در فرآیند گرده افشانی را جایگزین کنند. با توجه به کاهش نگران‌کننده جمعیت گرده‌افشان‌ها، این موضوع ممکن است با گذشت زمان اهمیت بیشتری پیدا کند.
این رشته در حال رشد برای دانشجویان مهندسی و علوم که به سلامت سیاره نیز علاقه‌مند هستند، جذاب است. مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) مطالعه‌ای درباره هزینه‌های گرده‌پاشی و گرده افشانی دستی انجام داده است. نتایج نشان داد که هزینه کردن برای نجات زنبورها و سایر گرده‌افشان‌ها، مقرون‌به‌صرفه‌تر از استفاده از این روش‌های مکانیکی است.
فواید گرده افشانی برای گل ها و گیاهان
گل ها بدون گرده افشانی هیچ جایگاهی نخواهند داشت! بدون توجه به نوع گرده افشانی، گیاهان برای تولیدمثل به این فرآیند نیاز دارند. دقیقاً مانند تمام موجودات زنده دیگر روی این سیاره، گیاهان نیز برای انتشار گونه خود و تضمین بقای ژنتیکی شان در نسل های آینده برنامه ریزی شده اند. گرده افشانی نقطه آغاز این فرآیند برای گیاهان است.
این فرآیند به گیاهان امکان میدهد تنوع ژنتیکی درون گونه خود را بهبود بخشند و در برخی موارد، گیاهان با انواع دیگر گل ها نیز گرده افشانی متقابل انجام میدهند. این امر منجر به ایجاد جمعیت گیاهی قویتر با تنوع ژنتیکی بیشتر میشود و گاهی موجب جهشی میشود که نتیجه آن پیدایش گونه جدید یا دورگه است.
فواید زنبورها برای گیاهان
زنبورها صرفاً به دلیل عشق به گل ها و گیاهان در فرآیند گرده افشانی مشارکت نمیکنند! آنها منافع قابل توجهی از این مشارکت کسب میکنند. هنگام پرواز از گلی به گل دیگر، گرده ها را روی پاهای خود از گیاهی به گیاه دیگر منتقل میکنند و بدین ترتیب گرده افشانی صورت میگیرد.
چگونه گرده می‌تواند به آلرژی‌ها کمک کند؟
گرده دلیل اصلی مفید بودن عسل خام محلی برای افراد مبتلا به آلرژی است. مصرف گرده مانند یک واکسن عمل می‌کند، با ارائه دوز کمی از ماده آلرژن، پاسخ ایمنی بدن را تحریک می‌نماید.
زنبورها گرده های جمع‌آوری شده را در سلول‌های خاصی در لبه لانه نوزادان ذخیره کرده و به عنوان تغذیه برای زنبورهای پرستار استفاده میکنند. زنبورهای پرستار وظیفه‌ای حیاتی در کندو دارند ، مراقبت از لاروهای تازه‌متولد شده تا زمانی که بتوانند پیله بسازند. آنها این کار را با ترشح مواد مغذی گرده به صورت ژله رویال و تهیه “نان زنبور” انجام میدهند که ترکیبی از گرده مصرف شده، عسل و آنزیم‌هاست.
از آنجا که زنبورهای عسل از گرده در فرآیند تولیدمثل خود استفاده میکنند، آن را از تمام گیاهان جمع‌آوری میکنند، حتی گیاهانی که نیاز به گرده افشانی متقابل توسط حشرات ندارند. گزارش‌های متعددی وجود دارد که نشان میدهد ذرت‌های سمپاشی شده باعث مرگ زنبورها می‌شوند، چرا که زنبورها برای جمع‌آوری گرده به مزارع ذرت مراجعه میکنند، هرچند ذرت از طریق باد گرده افشانی میشود.
چگونه زنبورها گل ها را پیدا میکنند؟
از تولد تا جستجوی غذا
زنبورهای جستجوگر همگی ماده (کارگر) هستند، اما بلافاصله پس از تولد شروع به جستجوی غذا نمیکنند. بلکه قبل از رسیدن به مرحله جستجوی غذا، چندین نقش مختلف را طی میکنند:
- نظافت‌چی‌ها: مسئول تمیز کردن و صیقل دادن سلول‌های استفاده شده لاروها هستند
- ماموران تدفین: پس از تسلط بر وظایف نظافت‌چی، به این نقش ارتقا می‌یابند
- پرستارها: مسئول کامل سلامت و رشد آینده کندو هستند
- سازنده‌ها: پس از حدود 12 روز شروع به تولید موم میکنند
- تنظیم‌کننده‌های دما: پس از تسلط بر نقش سازندگی
- نگهبان‌ها: آخرین نقش قبل از تبدیل شدن به جستجوگر غذا
شاید علاقمند باشید مقاله جذاب ” رازهای لانه زنبور عسل ” را ملاحظه کنید!
جستجوگران غذا
در حدود 14 روزگی، زنبورهای کارگر ماده به سنی می‌رسند که می‌توانند به عنوان جستجوگر غذا خارج شوند. آنها هر روز از طلوع آفتاب تا غروب، تا 5 مایل از کندو دور شده و روزانه تا 10 سفر انجام میدهند.
حس جهت‌یابی
زنبورها عمدتاً از طریق بویایی جهت‌یابی میکنند. گیرنده‌های بویایی آنها آنقدر دقیق است که می‌توانند گرده را از چندین متری تشخیص دهند. همچنین از موقعیت خورشید و توانایی‌های بصری فوق‌العاده برای تشخیص گل ها و مسیرها استفاده میکنند.
زنبورهای عسل مهارت های بصری فوق العاده ای دارند
زنبورها مسیر پرواز را به صورت تصویری در مغز خود ذخیره کرده و از طریق رقص واگل آن را به سایر اعضای کندو منتقل میکنند…
رقص واگل
رقص واگل یکی از غیرمعمول‌ترین روش‌های ارتباطی حیوانات است. هنگامی که یک زنبور کارگر ماده از جمع‌آوری غذا بازمی‌گردد و نیاز دارد مکان را با همکارانش به اشتراک بگذارد، مجموعه‌ای بسیار پیچیده از حرکات را انجام میدهد. این کار رقص واگل نامیده میشود.
هر مرحله از رقص عنصری از اطلاعات درباره مکان مورد نظر را منتقل می‌کند. طول بخش واگل فاصله از کندو را نشان میدهد. هر 75 میلی‌ثانیه از رقص نشان‌دهنده تقریباً 100 متر فاصله بیشتر تا مکان است.
زنبور جستجوگر با شدت رقص به همکارانش می‌گوید که منبع غذا در مکانی که توصیف می‌کند چقدر غنی است. علاوه بر این، با زاویه دادن بدنش در جهت مناسب، به همکارانش می‌گوید که دقیقاً چگونه پرواز کنند تا به منبع غذا برسند. این زاویه بر اساس یک خط مستقیم فرضی در سراسر پایین کندو است که با جهت خورشید در زمان رقص مطابقت دارد.هر بار که زاویه بدنش را تغییر میدهد، نشان میدهد که زنبورهای دیگر باید جهت را تغییر دهند. در ترکیب با طول رقص بین این تغییرات، زنبورها یک نقشه دقیق دریافت میکنند.
در نهایت، هنگامی که رقص واگل خود را به پایان می‌رساند، زنبور رایحه گل هایی را که در آن مکان یافت می‌شوند با همکارانش به اشتراک می‌گذارد. آنها با شاخک‌هایشان او را بو میکنند و این داده را به اطلاعاتی که در طول رقص دریافت کرده‌اند اضافه میکنند.
چه چیزی زنبورها را به گل ها جذب می‌کند؟
گل ها طی تکامل خود ویژگی‌هایی کسب کرده‌اند تا زنبورها را جذب کنند، زیرا زنبورها در فرآیند گرده افشانی به آنها کمک میکنند. شکل، بو و رنگ گل ها همگی در جذب زنبورها نقش دارند.
جدابیت شکل گل ها
زنبورها به گل هایی جذب می‌شوند که باز و قابل دسترس باشند. گل هایی با یک ردیف گلبرگ و دهانه باز (مانند گل های هاستا) دسترسی به شهد و گرده داخل گل را برای زنبورها آسان میکنند. گل های تخت مانند گل های مروارید یا Queen Anne’s Lace فرود آمدن زنبورها را تسهیل کرده و دسترسی به منابع مورد نیاز زنبورها را فراهم میکنند.
بوهای متفادت گل ها
زنبورها به رایحه‌های شیرین جذب می‌شوند. این بو نشان‌دهنده محتوای بالای شهد است که به معنی منابع برای تولید عسل می‌باشد. گل هایی با بوی گندیده یا تلخ کمتر زنبورهای عسل را جذب میکنند، اما ممکن است حشرات دیگر را به خود جلب نمایند.
تنوع رنگی گل ها
گل های با رنگ‌های روشن مانند یونجه و مریم‌گلی نیز برای زنبورها بسیار جذاب هستند. به طور کلی به نظر می‌رسد زنبورها بیشتر به گل های آبی، بنفش و زرد جذب می‌شوند، احتمالاً به این دلیل که گل های این رنگ‌ها معمولاً بوی شیرین نیز دارند.
بازدید از گل ها
ثبات گل‌دهی
در هر سفر جمع‌آوری غذا، زنبورها فقط از یک نوع گل بازدید میکنند. آنها ممکن است از بسیاری گل های منفرد بازدید کنند، اما همه از یک نوع خواهند بود. برای گل ها، این امر موجب گرده افشانی بدون اختلاط گونه‌ای میشود. برای زنبورها، این یک مأموریت اختصاصی و منبع غذایی ثابت فراهم می‌کند.
متأسفانه، این ویژگی باعث میشود زنبورها تک‌بعدی عمل کنند و ممکن است منبع شهد بهتری را در طول سفر جمع‌آوری غذا نادیده بگیرند، صرفاً به این دلیل که تا آن لحظه از آن نوع گل بازدید نکرده‌اند.
تعداد گل های بازدید شده در یک سفر جمع‌آوری غذا
در طول یک سفر جمع‌آوری غذا، یک زنبور عسل بین 50 تا 100 گل را بازدید می‌کند که همه از یک گونه هستند (مگر اینکه کمبود وجود داشته باشد و نتوانند این کار را انجام دهند). برای تولید یک پوند عسل، زنبورها باید دو میلیون گل را بازدید کنند.
یک کندوی منفرد اغلب می‌تواند بین 27 تا 45 کیلو عسل در سال تولید کند و بسته به موقعیت مکانی و شرایط آب و هوایی زمستان، زنبورها ممکن است به 18 تا 27 کیلو عسل برای زنده ماندن در زمستان نیاز داشته باشند. در آب و هوای بسیار سرد، ممکن است تا 45 کیلو عسل در طول زمستان مصرف شود.
فرآیند گرده افشانی
زنبورها و گل ها
گل ها و زنبورهای عسل در طول تکامل به گونه‌ای تکامل یافته‌اند که برای بقا به یکدیگر نیاز دارند. این رابطه که به طور کامل توسط طبیعت هماهنگ شده است، تضمین می‌کند که هر موجود آنچه برای بقا نیاز دارد را به دست می‌آورد. این رابطه که به نام همزیستی متقابل شناخته میشود، در سایر نقاط طبیعت نیز وجود دارد.
نمونه‌هایی از این رابطه شامل ارتباط بین گاوها و باکتری‌های روده‌ای آنها یا قارچ‌های روی ریشه درختان است که شبکه‌ای بزرگ از درختان را به هم متصل کرده و نیازهای تغذیه‌ای گروه را مدیریت میکنند.
تکامل زنبورها
زنبورها و گیاهان با هم تکامل یافته‌اند تا به یکدیگر نیاز داشته باشند. در طول این فرآیند، زنبورها سازگاری‌های خاصی برای استخراج گرده و شهد از گل ها توسعه داده‌اند.
نقش موها و پرزهای بدن زنبورها
موهای ریز روی پای زنبورها به آنها کمک می‌کند تا گرده را جمع‌آوری کنند. ذرات ریز گرده به این موها می‌چسبند، که این امر استخراج آنها از گل ها را آسان کرده و از ریزش آنها در طول پرواز جلوگیری می‌کند. این موها همچنین گرده را به اندازه‌ای شل نگه می‌دارند که هنگام فرود زنبور روی گل بعدی، مقداری از گرده ها جدا شده و فرآیند گرده افشانی اتفاق می‌افتد.
نقش خرطوم برای زنبورها
گیاهان “می‌دانند” که شهد یک کالای ارزشمند برای گرده‌افشان‌هاست، اما تولید آن برای گیاهان پرهزینه بوده و به انرژی زیادی نیاز دارد. برای محافظت از این منبع، گیاهان شهد را در اعماق گل پنهان میکنند. زنبورها خرطومی بلند تکامل یافته‌اند که می‌توانند آن را باز کرده و حتی در عمیق‌ترین اشکال گل نیز نفوذ کنند تا شهد را استخراج نمایند.
نقش سبد گرده یا کیسه‌های پا برای زنبور عسل
زنبورهای عسل سازگاری دیگری بنام سبدهای گرده دارند که بسیاری از گرده‌افشان‌های دیگر فاقد آن هستند . این کیسه‌ها به زنبورهای عسل کمک میکنند تا گرده را به کندو حمل کنند. برای هر زنبوردار، دیدن زنبورهایی که با گلوله‌های زرد بزرگ روی پایشان به کندو بازمی‌گردند و گرده را به کندو می‌آورند، لذت‌بخش است.
اگرچه در هر گلی که زنبور از آن بازدید می‌کند مقداری گرده ریخته و گرده جدیدی جمع‌آوری میشود، اما این کیسه‌ها به زنبورهای عسل کمک میکنند تا گرده بیشتری نسبت به گونه‌های فاقد این کیسه جمع‌آوری کنند.
تکامل گیاهان برای جذابیت بیشتر
هر بخش از گل به گونه‌ای تکامل یافته است که برای گرده‌افشان‌هایی مانند زنبورهای عسل جذاب باشد. نوع گرده افشانی که گیاه می‌خواهد جذب کند، مستقیماً با اندازه، شکل و قرارگیری اجزای گل مرتبط است.
نقش پرچم گیاهان در جلب گرده افشان ها
پرچم حاوی گرده است. زنبورها به دنبال این بخش هستند و گل ها برای جذب آنها، پرچم‌ها را در نزدیکی بالای گل قرار میدهند. آنها معمولاً گرد یا بیضی شکل بوده و در بالای بساک قرار دارند. پرچم که همراه با میله، گرده را تولید می‌کند، بخش نرینه گل محسوب میشود.
کلاله گل ها
کلاله بخشی از اندام مادینه گل است. این بخش نیز در نزدیکی بالای گل قرار دارد و محل جوانه‌زنی گرده است. کلاله به عنوان بخشی از مادگی عمل کرده و تخمدان بالغ و بارور شده‌ای به نام میوه ایجاد می‌کند. بر اساس این تعریف، گوجه‌فرنگی یک میوه است، حتی اگر ما تمایل داریم آن را به عنوان سبزی در نظر بگیریم.
جذابیت گلبرگ ها برای زنبورها
گلبرگ‌ها قابل‌شناسایی‌ترین بخش گل هستند. آنها چیزی هستند که ما می‌بینیم و اغلب با رنگشان قابل تشخیص هستند. شکل و رنگ گلبرگ‌ها برای جذب زنبورها و کمک یا مانع شدن در تلاش آنها برای استخراج گرده و شهد عمل میکنند.
رابطه نزدیک زنبورها و گل ها
زنبورها و گل ها در فرآیند گرده افشانی به شدت به هم مرتبط هستند. گیاهان برای گرده افشانی متقابل به زنبورها نیاز دارند و زنبورها برای گرده و شهد خود به گیاهان نیازمندند.
فواید گرده افشانی در تمام زنجیره غذایی گسترش یافته و بر هر گونه‌ای در سیاره تأثیر می‌گذارد. تکامل مشترک گیاهان و زنبورها یک فرآیند گرده افشانی متعادل و کاملاً هماهنگ ایجاد کرده است که در صورت عدم دخالت، مواد غذایی را برای همه موجودات زنده روی زمین فراهم می‌کند.
