Komunikacija pčela i cvetova putem električnih polja

Verovatno već znate da pčele, vizuelno i pomoću olfaktornih čula, biraju cvet na koji će da slete. Ipak, u samoj srži tog procesa, krije se neverovatna tajna! Naime, naučnici sa Univerziteta u Bristolu su došli do zaključka da se komunikacija između pčela i cvetova ostvaruje preko električnih polja. 

Bumbari, kao i pčele, imaju mogućnost da detektuju slaba električna polja (e-polja) oko cvetova, koristeći različite senzorne mehanizme. Oni, takođe, prave razliku između različitih električnih polja zbog razlika u geometriji tih polja.  

Komunikacija pčela sa biljkama se vrši preko elektromagnetnih polja

izvor: https://scitechdaily.com/study-shows-that-bees-and-flowers-communicate-using-electrical-fields/

U laboratoriji…

Naučnici su, u strogo kontrolisanim uslovima, primenjivali električne stimuluse na bumbare i primetili su izvesne promene u savijanju mehanosenzornih dlačica. Te promene su, u vidu akcionih potencijala, putovale do centralnog nervnog sistema bumbara, obaveštavajući ga o novonastalim promenama u okolini.

Za razliku od bumbara, kod pčela su rađeni eksperimenti sa njihovim antenama. Naučnici su pokazali da antene medonosne pčele osciliraju tokom stimulacije električnim poljem i da se, prilikom uklanjanja ili fiksiranja jedne od antena, pčele zbunjuju i teško pronalaze hranu. Jedan od eksperimenata se sastojao iz toga da su naučnici pratili ponašanje pčela koje hodaju po loptici od stiropora koja je u vazduhu. Nakon nekoliko sati hodanja po loptici, pčele su se relaksirale, o čemu svedoči gubitak mišićnog tonusa i pad antena nadole. Nakon stimulacije električnim stimulusom     20–80 V i trajanjem od 700 ms, pčele su privremeno ponovo podigle svoje antene u normalan položaj, karakterističan za budno stanje. U roku od 50 sekundi od početka stimulacije,  antene su ponovo zauzele položaj mirovanja.

Zahvaljujući ovim istraživanjima, naučnici su došli do razrešenja ovog fenomena. Kao odgovor na pozitivno naelektrisanje vazduha iznad tla, naelektrisanje se akumulira na samoj površini zemlje. Samim tim, cvetovi su takođe negativno naelektrisani. S druge strane, pčele nisu povezane sa tlom, poput cvetova, ali dobijaju pozitivno naelektrisanje prilikom trenja između delova svog tela ili prilikom letenja. Negativno naelektrisani cvetovi privlače oprašivače, pčele i bumbare, koji lete i akumuliraju pozitivno naelektrisanje. Međutim, naelektrisanje pčela koje stižu na cvet se veoma malo rasipa pri sletanju (obično manje od 5%) i ostaje i dalje visoko.

Izvor: Zakon, Harold H. “Electric fields of flowers stimulate the sensory hairs of bumble bees.” Proceedings of the National Academy of Sciences 113.26 (2016): 7020-7021.

Spona između biologije i fizike

Dakle, iako je odavno poznato da insekti postaju naelektrisani kada lete ili hodaju, ili kada se njihovi delovi tela trljaju jedan o drugi, ipak, malo se zna o tome da li se (i kako) električna polja registruju i potencijalno koriste kao značajni signali od strane pčela. Zajedno, sva prethodna zapažanja naučnika, pokazuju da je površinsko naelektrisanje često svojstvo biljaka i životinja i da može igrati veoma važnu ulogu u oprašivanju. Iako postoji čitav spektar animalnih oprašivača, pčele tu igraju glavnu ulogu jer je pokazano da su odgovorne za oprašivanje polovine od ukupne količine useva. Oprašivanje je proces koji donosi benefite i cvetovima i oprašivačima – cvetovi imaju svoje vozače, odnosno, prenosnike polena, čime se poboljšava mogućnost oprašivanja, dok pčele imaju nesebičan izvor hrane sačinjen od polena i nektara.

Na kraju, postavlja se nekoliko pitanja: Da li samo oprašivači akumuliraju pozitivno naelektrisanje prilikom letenja ili je to slučaj kod svih letećih insekata? Da li kutikula ima ulogu u modulaciji efekta naelektrisanja? Da li, osim komunikacije putem električnih polja, postoji još dublji i zagonetniji mehanizam kod ovog fenomena? Sve odgovore na ova i mnoga druga pitanja, dobićemo u bliskoj budućnosti, kada će komunikacija oprašivača i cvetova biti u oku istraživača, s obzirom da se zna koliki je benefit od oprašivanja za sve organizme na planeti Zemlji.

Izvor: https://link.springer.com/article/10.1007/s00359-017-1176-6 

Izvori:

• Greggers, Uwe, et al. “Reception and learning of electric fields in bees.” Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 280.1759 (2013): 20130528.
• Clarke, Dominic, et al. “Detection and learning of floral electric fields by bumblebees.” Science 340.6128 (2013): 66-69.
• Zakon, Harold H. “Electric fields of flowers stimulate the sensory hairs of bumble bees.” Proceedings of the National Academy of Sciences 113.26 (2016): 7020-7021.
• https://www.dw.com/en/blossom-seeks-bee/av-54303066 (video)