iScience: Шмелям важно собрать как можно больше пищи за кратчайшее время

Исследование показало, что шмели выбирают для кормежки такие способы, чтобы собрать наибольшее количество сахара с цветков за кратчайшее время — даже если для этого требуется затратить больше энергии, — чтобы обеспечить колонию немедленной энергетической подпиткой.

Новое исследование, посвященное изучению потребления нектара одним из наиболее распространенных в Великобритании шмелей Bombus terrestris, показало, что во время кормежки они максимизируют количество нектарного сахара, который они забирают в колонию каждую минуту.

Для того чтобы сделать свой выбор, шмели соотносят время, затрачиваемое на сбор нектара, с содержанием в нем энергии. Это означает, что шмели будут собирать труднодоступный нектар, но только в том случае, если содержание сахара в нектаре оправдывает себя.

Такой «быстрый» подход контрастирует с кормовой деятельностью медоносных пчел: медоносные пчелы принимают решения, оптимизируя свои индивидуальные энергетические затраты на сбор нектара. Такой более взвешенный подход должен продлить срок службы медоносной пчелы.

В процессе кормежки шмели принимают решения о том, какие источники нектара дадут наибольшую немедленную энергетическую отдачу, а не оптимизируют энергетическую эффективность своего корма, — сказал д-р Джонатан Паттрик, первый автор доклада, который начал исследование, работая на кафедре растениеводства Кембриджского университета.

Паттрик, работающий в настоящее время в Оксфордском университете, добавил: «Полученные нами результаты позволяют делать прогнозы относительно того, какие цветы, скорее всего, будут посещать шмели, что может помочь в выборе цветов, которые следует высаживать на полях для поддержки этих важных опылителей. Это также актуально для селекционеров, которые хотят вывести сорта, „лучшие“ для шмелей».

Результаты исследования опубликованы сегодня в журнале iScience.

За шесть месяцев исследователи провели 60 000 наблюдений за поведением шмелей, что позволило им точно оценить их кормовую энергетику. Это была кропотливая работа: за каждым шмелем в исследовании наблюдали до восьми часов в день без перерыва.

Группа использовала вертикально и горизонтально ориентированные искусственные цветы, поверхность которых была скользкой и труднодоступной для шмелей.

Специальная компьютерная программа позволила команде измерить доли секунды, в течение которых шмели летали между искусственными цветами и добывали пищу. Это позволило отследить, сколько энергии шмели тратят на полет и сколько собирают при питье, а также определить, как шмели решают, тратить ли им дополнительное время и энергию на сбор нектара с высоким содержанием сахара на скользких цветах или выбрать более легкий вариант — собирать нектар с низким содержанием сахара на цветах, на которые они могут приземлиться.

Удивительно, что, даже имея мозг размером меньше кунжутного семени, шмели способны принимать такие сложные решения, — сказал доктор Хамиш Саймингтон с кафедры растениеводства Кембриджского университета и один из первых авторов доклада.

Он добавил:

Очевидно, что в основе кормовой деятельности шмелей лежит не простое представление о том, что «чем больше сахара в нектаре, тем лучше», — все гораздо тоньше. И это подчеркивает, что о поведении насекомых еще многое предстоит узнать.

Отдельные шмели проходили один из трех тестов. В первом тесте нектар на вертикальных и горизонтальных искусственных цветах содержал одинаковое количество сахара, и шмели делали очевидный выбор в пользу корма с горизонтальных цветов, а не тратили лишнее время и энергию, зависая на вертикальных. Во втором тесте нектар на вертикальных цветках был гораздо более сахаристым, чем нектар на горизонтальных, и шмели предпочитали пить почти исключительно из вертикальных цветков.

В третьем тесте нектар с вертикальных цветков был лишь немного более сладким, чем с горизонтальных. В результате возникла ситуация, когда шмелям пришлось искать компромисс между временем и энергией, затрачиваемыми на поиск, и энергией, содержащейся в нектаре, который они пили, и они перешли на питание из горизонтальных цветков.

Полученные результаты показывают, что шмели могут тратить дополнительное время и энергию на добычу нектара из труднодоступных источников, но только в том случае, если награда того стоит.

Шмели пьют нектар из цветов, а затем выгружают его в гнездо — путем срыгивания — для использования другими шмелями в гнезде. В отличие от медоносных пчел, шмели хранят в гнезде лишь небольшое количество нектара, поэтому им необходимо использовать любую возможность для кормежки.

24.10.2023