Jedną z podstawowych cech życia na różnych poziomach organizacji biologicznej jest konieczność bilansowania energii i materii. Rzut oka na sieć troficzną w najbliższej okolicy, ot choćby na trawniku przed domem, uwidacznia jak mocno ta cecha łączy organizmy ze sobą nawzajem i ze środowiskiem. O tym, jaki ma to związek z dzikimi pszczołami opowiada dr Michał Filipiak z Instytutu Nauk o Środowisku UJ.

Już sto lat temu ojciec biogeochemii, Władimir Iwanowicz Wiernadski, porównywał organizmy żywe do skały napędzanej energią, którą można określić jako zespół pierwiastków, przemieszczający się w dużej masie i na dużą odległość, i kształtujący środowisko. I tak jest w istocie: w następnym stuleciu stwierdzono, że wzorce obserwowane w ramach ekologii populacyjnej, ekologii zespołów, ekologii behawioralnej czy ekologii ekosystemów, mogą być wyjaśniane przez ograniczenia spowodowane niedoborem ponad 25 pierwiastków niezbędnych dla wszystkich form życia. Zrozumienie mechanizmów kształtujących obieg tych pierwiastków w sieciach troficznych jest niezbędne do rozumienia tego, jak organizmy rosną i rozwijają się w różnych środowiskach.

Organizmy żywe mają różne potrzeby na składniki odżywcze tworzące materię i krążące w sieci troficznej. Te potrzeby nie są w 100% zgodne ze składem chemicznym materii dostępnej w pożywieniu, stąd wynika różnica pomiędzy popytem organizmów na składniki odżywcze, a podażą tych składników w środowisku. Ta różnica wpływa na zdrowie, kondycję, a wreszcie na możliwość przeżycia organizmów. Potrzeby różnią się w zależności od gatunku, płci i wieku.

W tym właśnie kontekście badaliśmy dziką pszczołę, murarkę ogrodową (Osmia bicornis), analizując po raz pierwszy dla nauki jej budżet pierwiastkowy. Dla atomów dwunastu najważniejszych pierwiastków wyliczyliśmy proporcję ich asymilacji z pokarmu do ciała, alokację w struktury ciała i w kokon, i wreszcie proporcję w jakiej są wydalane. Zrozumienie tych zależności jest ważne, ponieważ pozwala nam poznać znaczenie odpowiednio zbilansowanej diety dla funkcjonowania dzikich pszczół i pozwala na przewidywanie jak zdrowe będą pszczoły zasiedlające różne środowiska. Takie całościowe spojrzenie na zdrowie pszczół może ujawnić niedostrzegalne wcześniej zależności między roślinami i owadami, kształtujące funkcjonowanie całego łańcucha pokarmowego. Można to wykorzystać w praktyce, w działaniach poprawiających bazę pokarmową pszczół.

dr Michał Filipiak

Instytut Nauk o Środowisku UJ