Als het gaat om seks tussen planten, kleine bijen ter grootte van lieveheersbeestjes spelen een cruciale rol bij het bevorderen van paren over lange afstanden. Dat ontdekten wetenschappers van de Universiteit van Texas in Austin na een van de meest gedetailleerde vaderschapstests in wilde bomen die ooit zijn uitgevoerd. Het onderzoek geeft nieuw inzicht in hoe kleine bestuivende dieren de genetische diversiteit bevorderen die essentieel is voor de aanpassing van planten aan ziekten, klimaatverandering en andere bedreigingen die relevant zijn voor landbouw- en herbebossingsinspanningen wereldwijd.

In een studie die deze week in de Proceedings van de National Academy of Sciences , onderzoekers identificeerden de paden die honderden wilde bijen reisden van en naar de bomen die ze bestoven in een bosgebied van meer dan 690 hectare.

Tot verbazing van de biologen de kleinste bijen wisten afstanden af ​​te leggen net zo ver als hun grotere bestuivende neven, vaak optredend als kleine koppelaars voor bomen die meer dan een mijl van elkaar verwijderd zijn (> 2 kilometer). In feite, in de helft van de gevallen waarin een paar bomen gescheiden door een aanzienlijke afstand samen een vrucht vormden, het stuifmeel was gedragen door een bij die niet groter was dan een rijstkorrel.

"Grootte is niet alles, " zei Shalene Jha, een universitair hoofddocent integratieve biologie en de primaire onderzoeker van het onderzoek. "Deze kleine bijen zijn verantwoordelijk voor grote gunstige effecten op het gebied van reproductie en genenstroom."

Het in kaart brengen van bomen, bijen en genetische markers duurden ongeveer vier jaar en strekten zich uit over drie delen van een tropisch regenwoud in de buurt van het Panamakanaal. Het onderzoeksgebied was 10 keer zo groot als de meeste eerdere onderzoeksprojecten die probeerden de stuifmeelbeweging in kaart te brengen die door bijen wordt bemiddeld.

"Als je in een klein stukje bos werkt, je bent alleen in staat om stuifmeelbeweging in een klein gebied te meten, "Zei Jha. "We hebben het signaal opgevangen over hoe ver deze kleine bijen bewegen, omdat we begonnen werk te doen dat in overeenstemming was met de schaal waarop ze eigenlijk vliegen."

Meer dan 85 procent van de planten, waaronder bijna twee derde van de voedselgewassen, vertrouwen op bijen en andere bestuivende insecten voor seksuele voortplanting. De meeste onderzoeken naar bestuivende insecten hebben zich voornamelijk gericht op grotere bijen, die het meeste stuifmeel bevatten en, dus, helpen planten de meeste vruchten en zaden te produceren.

Niettemin, er zijn tienduizenden bijensoorten, en Jha en haar team wilden meer weten over de functie van kleinere bijen. Ze ontdekten dat de kleine bijen meer bloemen bezoeken dan hun grotere tegenhangers, en ze leggen opmerkelijke afstanden af ​​terwijl ze bestuiven. Bijen zo klein als een paar millimeter verplaatsen stuifmeel over gebieden die meer dan een miljoen keer hun lichaamsgrootte zijn. Om dat in perspectief te plaatsen, een gemiddelde volwassen persoon zou moeten reizen van plaatsen die ongeveer zo ver uit elkaar liggen als Los Angeles en Chicago om een ​​gelijkwaardige afstand af te leggen.

Omdat deze langeafstandsmatches inteelt tussen nauw verwante planten helpen voorkomen, de ver wegvliegende bijen helpen bomen bij het hebben van een bloeiende nieuwe generatie nakomelingen om ze te vervangen.

"We hebben traditioneel niet gevraagd hoe bestuivers de manier beïnvloeden waarop genen van generatie op generatie worden doorgegeven, maar het is ongelooflijk belangrijk voor de persistentie van de populatie op de lange termijn, "Zei Jha. "We kijken meestal naar zaden of het aantal zaden als we de rol van een bij in de bestuivingsdienst willen weten, maar niet 'wie zijn de vaders van deze zaden?' "

Volgens Jha, het is essentieel om de ouders van een bepaald zaad of plant te kennen. Boeren en bosbouwers gebruiken deze informatie al lang om niet alleen te plannen voor kwantiteit in output, maar ook voor kwaliteit, bijvoorbeeld sappiger of groter fruit in een gewas, of sneller groeiende bomen in een bos.

Panama is een hotspot voor biodiversiteit, en Miconia-bomen spelen een centrale rol in de regenwouden van het land. Gedurende de afgelopen halve eeuw, ontbossing heeft het aandeel bos in het land met bijna 30 procent verminderd, het veroorzaken van erosie en andere uitdagingen in een economisch vitaal stroomgebied - het stroomgebied dat het Panamakanaal omringt.

Jha is van mening dat de nieuwe studie licht werpt op hoe bestuivers van elke omvang kunnen helpen bij het bevorderen van de reproductie van planten en herbebossing in plaatsen zoals Panama, en hoe kleine bestuivers planten in ecosystemen wereldwijd helpen. Bijensoorten op de meeste plaatsen, waaronder de Verenigde Staten, hebben de neiging om te variëren in grootte en in bestuivingsgedrag op manieren die vergelijkbaar zijn met de soorten die in Panama zijn bestudeerd. Omdat kleinere bijen vaak meer veerkracht hebben getoond dan hun grotere neven tegen bedreigingen zoals vernietiging van leefgebieden, het is nuttig om hun potentieel als stuifmeelverspreiders te kennen in het licht van de achteruitgang van andere bijen.

Postdoctoraal onderzoeker Antonio Castilla was eerste auteur op het papier met Jha. De co-auteurs van de studie waren UT Austin-afgestudeerde studenten Nathaniel Pope en Megan O'Connell, UT Austin-student Maria Rodriguez, Jha lab outreach coördinator Laurel Trevino, en Alonso Santos van de Universiteit van Panama.