01.11.2018

Miód z padliny i pszczoły-sępy, czyli o hologenomie, ewolucji i zadziwiającej przyrodzie

(Osy żerujące na świeżej padlinie)
Osy i pszczoły to blisko spokrewnione owady ale znacznie różniące się w sposobie odżywiania własnego potomstwa. Obie grupy są błonkówkami należącymi do sekcji Aculeta – żądłówki. Bez wątpienia żądła je łączą. Obie grupy jako owady dorosłe odżywiają się nektarem kwiatów. Ale osy są myśliwymi, polują na inne owady i odżywiają swoje potomstwo pokarmem mięsnym. Pszczoły to takie osy, które w pełni przeszły na wegetarianizm – ich młode karmione są nektarem i pyłkiem kwiatowym. Ten ostatni dostarcza niezbędnego do rozwoju białka. Nie zgłębiałem się w filogenezę tych owadów i nie wiem, który sposób życia był pierwotny: czy to pszczoły przeszły na wegetarianizm czy też osy to takie pszczoły, które rozsmakowały się w białku zwierzęcym. Zagadnienie to jest ciekawe i zacznę przy okazji szukać odpowiednich publikacji. Ciekawość jest pierwszy krokiem do… wiedzy. W każdym razie pszczoły zbierają nektar oraz pyłek. Dlatego są znacznie mocniej owłosione od os. Włoski i szczecinki znacznie ułatwiają zbieranie i transport pyłku. Osy są drapieżnikami, dlatego czasem można spotkać je żerujące na świeżej padlinie, tak jak na załączonym wyżej zdjęciu. Ale czy pszczoły mogą odżywiać się padliną? I jeszcze z tego robić miód? Przyroda jest tak bogata i różnorodna, że i takie niezwykłości można odszukać.

Kiedy wiele lat temu przeczytałem o pszczołach bezżądłowych, żyjących w krajach tropikalnych, to bardzo pozazdrościłem mieszkańcom tamtych krain. Jakże przyjemniejsze byłoby miodobranie. Dziadek miał pszczoły, ojciec miał pszczoły, zatem w dzieciństwie wiele razy uczestniczyłem w miodobraniu, z bolesnymi tegoż konsekwencjami. Pszczoły bez żądeł wydawały mi się znacznie przyjemniejsze (w Mezoameryce niestety zmniejszają swoją liczebność na skutek wprowadzenia naszej pszczoły miodnej), do czasu, gdy przeczytałem o kilku niezwykłych gatunków ze Środkowej Ameryki.

Pszczoły bezżądłowe, czasem znane jako pszczoły bezżądłe czy melipony (Meliponini) to grupa gatunków (systematycy wyróżniają jako plemię) w rodzinie pszczołowatych (Apidae). Należy do nich około 250 gatunków, występujących w krajach tropikalnej i subtropikalnej strefy Afryki, Azji, Australii i Ameryki. Pośród nich odkryto trzy gatunki z rodzaju Trigona, które określono jako pszczoły-sępy, sępowie pszczoły (vulture bees). Być może nie nazwano ich hienami bo fruwają, zatem ptaki padlinożerne (sępy) były lepszym odniesieniem. Porównanie do sępów odżywiających się padliną wydaje się zaskakujące w odniesieniu do pszczół, które kojarzą się nam ze słodkim i zdrowym miodem. Te bezżądłowe, amerykańskie pszczoły żywią się gnijącym mięsem, a nie pyłkiem lub nektarem jak na pszczoły przystało. O ich niezwykłej biologii wyczytałem w pracach dwóch entomologów: Davida W. Roubika oraz Joāo F. Camargo. Są to jedyne znane do tej pory pszczoły, które nie żywią się wyłącznie produktami roślinnymi. Te niezwykłe zachowania odkryto dopiero w 1982 r., prawie dwa stulecia po pierwszym naukowym opisaniu pierwszego z tych gatunków.

Nekrofagicznymi pszczołami są: Trigona crassipes (Fabricius, 1793), Trigona necrophaga (Camargo i Roubik, 1991), Trigona hypogea z dwoma podgatunkami: Trigona hypogea robustior (Schwarz, 1948), Trigona hypogea hypogea (Silvestri, 1902).

Padliną żywią się sępy i hieny. Wśród owadów też nie brakuje licznych gatunków chrząszczy i muchówek. Są nektofagi obligatoryjne (te które żywią się wyłącznie w ten sposób) i są fakultatywne, żywiące się padliną sporadycznie. Można spotkać czasem osy na martwych zwierzętach, jak się posilają. Ale nie na rozkładającej i cuchnącej się padlinie. Tu mała dygresja do ewolucji człowieka. Przez wiele dziesięcioleci uważano, że nasi przodkowie odżywiali się padliną. Bo przecież takie kruche istoty, bez kłów i pazurów, nie byłyby w stanie upolować dużych zwierząt. A skoro są ślady nacięć na kościach zwierzęcych, to niewątpliwie wskazuje na działalność człowieka. Uważano, że dzięki narzędziom człowiek dobierał się do szpiku kostnego, niedostępnego dla innych zwierząt. Hipotezy te podważono, wskazując między innymi na tabu padlinożerstwa: w żadnej kulturze ludzie nie jedzą padliny. Zabijają zwierzę i dopiero potem najwyżej mięso „dojrzewa”. Zapach padliny jest dla nas odrażający. To też o czymś świadczy. Ponadto nie mamy zbyt dużego stężenia kwasów w żołądku by skutecznie trawić padlinę i niszczyć rozwijające się tam bakterie. Padlina nas odstręcza, trudno więc uznać, że nasi przodkowie odżywiali się takim pokarmem.

Ale wróćmy do niezwykłych, nekrofagicznych pszczół. Pierwsze pytanie jakie się nasuwa, to jak sobie radzą z bakteriami? W naszym słodkim i ulubionym miodzie także znajduje się ślina pszczela o właściwościach bakteriobójczych. Przeżuwają nektar i pyłek a potem wypluwają w postaci miodu (dodatek enzymów i śliny konserwuje i chroni przez rozwojem bakterii i rozkładem w czasie długiego przechowywania – jest to jakiś sposób konserwacji żywności). Tak, znakomite zdrowotne właściwości miodu biorą się z tego wypluwania i pszczelich enzymów. Podobnie robią pszczoły sępowe, wydzielając swoją ślinę na gnijącą padlinę a następnie konsumują, przechowując mięso w specjalnej komorze żołądka. Kiedy pszczoła zbieraczka wraca do gniazda, mięso to zwymiotowuje i dalej przetwarza je pszczoła robotnica, która rozkłada mięso na jadalną substancję, przypominającą miód. Substancja ta jest następnie umieszczana w komórkach na plastrze, tak jak miód w pszczelim ulu. Leżakuje tam, aż nadejdzie czas karmienia larw - niedojrzałych pszczół. W przypadku pszczół nekrofagicznych w opanowaniu bakterii gnilnych pomocne są inne bakterie (mutualistyczne). To dzięki ich aktywności metabolicznej, ich genom i tworzonym substancjom, udaje się zakonserwować przeżutą padlinę. Jeszcze jeden dobry przykład hologenomu. O ile wypluty z wola, przeżuty nektar, w postaci miodu, nie wywołuje w nas żadnych negatywnych wrażeń, o tyle miodu powstającego z padliny raczej byśmy nie tknęli. To pozostałość po naszych przodkach – tabu niejedzenia padliny.

Być może miód pszczół-sępów też jest dobry. Na pewno enzymami i innymi antybakteryjnymi substancjami (w tym także pochodzenia od symbiotycznych bakterii) jest zabezpieczony przez gniciem i rozkładem. Nie wiem czy ktokolwiek z ludzi próbował jak smakuje…. Naukowcy piszą, że jest słodki. Ale czy badali organoleptycznie czy w metodami analitycznymi w laboratorium?

Pszczoła społeczna Trigona necrophaga używa jako materiału białkowego padliny zamiast pyłku. W gniazdach nie ma zmagazynowanego pyłku. Naukowcy znaleźli potwierdzenie takiego trybu życia także w budowie owada – skoro nie ma potrzeby zbierania pyłku, to i nie ma struktur do gromadzenia i zbierania pyłku. Autorzy badań nad tymi gatunkami sugerują, że ewolucję nekrofagii w tropikalnym lesie, tak dziwacznego z naszego punktu widzenia trybu życia, ułatwiło ząbkowane żuwaczek (preadaptacja) oraz agresywne zachowania żerujących robotnic. Kolejną preadaptacją były bakterie uznane za mutualistyczne (symbiotyczne), które metabolizują lipidy i białka, a także wytwarzają antybiotyki, które usuwają bakterie, powodujące psucie mięsa. Ponadto pszczoły z tej grupy wykorzystują (zbierają) wiele różnych zasobów poza nektarem i pyłkiem kwiatowym, w tym wydzieliny z owadów, zgniłe owoce, sok, żywicę, ziemię, kał. Część używana jest do budowy gniazda (np. żywica, ziemia).

Nie znalazłem zdjęcia opisywanych pszczół, więc zamieszczam kuzyna
Trigona spinipes, fot. José Reynaldo da Fonseca, CC BY 2.5,
https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=969999
Trigona necrophaga zakłada gniazda tylko w żywych drzewach o średnicy 46-70 cm. Wejścia do dziupli z gniazdami znajdują się na wysokości od 1,2 do 8,0 m nad poziomem terenu. Wszystkie zbadane gniazda występowały pojedynczo na drzewach i nie były zajęte przez inne pszczoły bezżądłe. Dwa drzewa, w których zagnieżdżono pszczoły, zidentyfikowano jako Lecythis (rodzina czaszniowate - Lecythidaceae - ok. 400 gatunków drzew, rzadziej krzewów, spotykanych w strefie tropikalnej) i Calophyllum longifolium (gatunek z rodziny kluzjowatych, okrętnicowatych –Clusiacaceae, Guttiferae). W pojedynczym gnieździe żyło 1000-3000 robotnic. Według opinii, opisujących te pszczoły naukowców, miód był słodki (71-75% cukru) i względnie czysty. W niektórych kubeczkach (komórkach do przechowywania) znaleziono materię błyszczącą w kolorze czarnym do szarozielonego, bardziej zbitą. W innych zmagazynowana była substancja ciemnopomarańczowa o konsystencji bardziej ciekłej. Trigona necrophaga może mieć dodatkowe mikroorganizmy mutualistyczne, ponieważ tylko ten gatunek ma charakterystyczne szaro-zielone białko i pięć gatunków z rodzaju Bacillus w naczyniach żywnościowych i komórkach zarodkowych. Wszystkie trzy gatunki pszczół sępowych wytwarzają słodki, czysty miód, który zawiera trochę pyłku, ale jest nieznanego pochodzenia. Wszystkie trzy gatunki są obligatoryjnymi nekrofagami. Nekrofagia rozwinęła się tylko raz wśród pszczół w Ameryce Południowej.

Z pracy Mateusa i Nolla dowiedzieć się można, że wbrew dotychczasowym przekonaniom jakoby padlina była jedynym źródłem białka dla tych pszczół, sępowe pszczoły żywią się nie tylko martwymi zwierzętami, ale także żywym potomstwem os i prawdopodobnie innymi podobnymi źródłami. Te nekrofagiczne pszczoły lokalizują niedawno opuszczone gniazda os i w ciągu kilku godzin polują na wszystkie znalezione tam niedojrzałe osobniki. Przykład jeszcze jednego odwrócenia ról. Do tej pory znałem tylko szerszenie (to przecież duża osa), które atakują rodziny pszczele i żywią swoje potomstwo larwami pszczelimi. Co prawda pszczoły-sępy nie zabijają os i nie napadają na aktywne kolonie tylko wyszukują opuszczone iż zamierające by spożytkować pozostałe tam jeszcze larwy. W przyrodzie nic się nie marnuje.

14 komentarzy:

  1. Będąc na wakacjach w lubelskim widziałam pszczoły żerujące masowo na fekaliach w wygódce. Czy to normalne zachowanie tych owadów?

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Ten komentarz został usunięty przez autora.

      Usuń
    2. A to pszczoły były na pewno? Aby nie bzygi, np. gnojka trutniowa?

      Usuń
    3. Gnojka wytrwała, znana też jako gnojka trutniowata (ale nie trutniowa), z rodziny bzygowatych (Syrphidae) odzywia się nektarem i pyłkiem, czy spotkać ją można na kwiatach. Jaja składa w locie, do wody. Zatem wygląd mało podobny do pszczoły jak i zwyczaje wykluczają ją jako żerującą na fekaliach w wygódce. Larwy, to i owszem, ale one są białe z długim "ogonkiem". Z pszczoła niemożliwe do pomylenia.

      Usuń
  2. Obserwowałem kiedyś osy odcinające kawałki z plasterków szynki podczas ludzkiego śniadania.
    Ale ciekaw jestem co może powodować osami opuszczającymi gniazda. W tym roku doświadczyłem tego dwukrotnie w sierpniu, przy czym większe z gniazd miało rozmiar grejpfruta.

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Najpewniej jest to zakończenie cyklu: wychodzą młode samice i samce, wylatują na rójkę. A przecież jaja były składane cały czas i cały czas rozwijały się larwy. Rozpad gniazda wiąże się z "bezkrólewiem", niejako wypełnieniem misji. Robotnice się rozlatują. Podobnie jest chyba u trzmieli.

      Usuń
  3. Za polemikę z tezami o ludziach sępach uznanie.

    Natomiast zawsze mi się wydawało że w padlinie problemem są nie bakterie (bo te można by zniszczyć np. obróbką termiczną) ale toksyny! (Produkowane przez bakterie - uprzedzę twoją profesorze ripostę)

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Nie było żadnej polemiki, była dyskusja. Co do bakterii, to nie przypuszczam, by pszczoły pozbywały się bakterii obróbką termiczną. A może odnosisz to do człowieka? Ewolucji człowieka? Pisałem o tabu nie jedzenia padliny (zwierząt padłych) w odróżnieniu do zwierząt zabitych/upolowanych. Szkodliwość bakterii oczywiście wynika z toksyn. To oczywista oczywistość. Ale, żeby były toksyny to najpierw muszą być bakterie. Niektóre toksyny bakteryjnie nie są związane z zapachem padliny. Dlatego dochodzi do zatruć pokarmowych. Ergo - nie rozumiem o co pytasz i czym próbujesz dyskutować. Ani wprost ani przez próbowanie odgadnięcia o co autorowi chodziło...

      Usuń
    2. Mam wrażenie, że wiem co autor pytania miał na myśli. Jeżeli nie to to uznajmy to za nowe pytanie. Pszczoły enzymami radzą sobie z żywymy bakteriami, co jednak z toksynami już obecnymi w padlinie? Są na nie odporne, czy potrafią enzymatycznie rozkładać, inaktywować toksyny?

      Usuń
    3. Nie wiem. Tego nie było w przeglądanych przeze mnie publikacjach. To bardzo szczegółowe zagadnienie. Trzeba by najpierw określić o jakie ewentualnie toksyny chodzi i to eksperymentalnie sprawdzać.

      Usuń
    4. Ps. Skoro pszczoły żyją to jakoś na pewno sobie radzą :) z metabolitami bakterii. Może nie są dla pszczół szkodliwe? Może pomocne są w tym symbiotyczne bakterie. Ponieważ mamy sporo krajowych owadów nekrofilnych, to najprościej byłoby na tym materiale zacząć takie badania, poszukiwania. Może już jest to zbadane, trzeba tylko sięgnąć do źródeł. Ja jeszcze tego nie szukałem.

      Usuń
  4. Kocham internet za tak cenne informacje

    OdpowiedzUsuń