Милионима година биљке су различитим стратегијама обесхрабривале инсекте да их ови не би појели, а сада су привлачиле њихову пажњу мирисом, обликом и, коначно, нектаром
Текст: Иван Умељић
Уколико бисмо 4,5 милијарде година дугу историју наше планете посматрали као филм у трајању од 60 минута, прва медоносна пчела појавила би се 80 секунди пре краја, а први усправни примат тек у претпоследњој секунди. Цивилизовани човек би толико брзо промакао екраном да би био готово невидљив гледаоцу. У 53. минуту дошло би до такозване камбријске експлозије, након које ће, поред једноћелијских организама, у морским дубинама наједном настати мноштво бескичмењака, и читаве фамилије нових вишећелијских створења.
У међувремену, на копну ће се појавити и прве биљке, а два минута касније и прве животиње напустиће воду. Тада се појављују и први кичмењаци који ће се, излазећи из воде, размилети копненим светом и од којих ће настати гмизавци, рибе, птице и сисари. У 57. минуту почиње ера диносауруса, који ће изумрети у претпоследњем минуту филма.
Много тога догодило се управо у претпоследњем минуту филма. Ни мање ни више, него експлозија скривеносеменица! Тада је из готово необјашњивих разлога дошло до ерупције биљака цветница, али и инсеката код којих се развила склоност ка полену – храни богатој протеинима. Биљке су се мучиле са размножавањем, јер су их инсекти у то време углавном прождирали, а многи то и данас чине.
Ипак, недуго потом, инсекти су почели да разносе полен до суседних цветова што је значило не само да биљке сада могу да буду економичније и да производе мањи број зрнаца полена, већ да могу и да их заштите латицама цветова од ветрова и пустошења. Полен није морао да се разноси ветром, што је био врло неекономичан начин опрашивања.
Међутим, ствари се нису одвијале баш тако глатко. Понашање инсеката и даље је било врло неефикасно, пошто су посећивали разноврсне биљке. Због тога, највећи део распршеног полена није одговарао биљкама на које су они слетали па је, самим тим, био неповратно изгубљен.
Превласт биљака и инсеката
Kоначно, пре неких 80 милиона година, неке врсте оса напрасно су постале вегетеријанци и као последица тог догађаја настале су прве пчеле. По телу су им израсле длачице што је значило да полен може да се задржи на њима. На њиховим задњим ногама развиле су се специјалне корпице, кроз које се преносило негативно наелектрисање тако да је позитивно наелектрисани полен могао да „доскочи“ на њих док би оне пролазиле цветом.
Развиле су се и изванредне антене и сложене очи, фино подешене да детектују боје и облике цветова. Милионима година биљке су различитим стратегијама обесхрабривале инсекте да их ови не би појели, а сада су желеле да привуку њихову пажњу. Како би то учиниле, послужиле су се мирисом, обликом и, коначно, нектаром!
Око 400 хиљада врста биљака и приближно 950 хиљада врста инсеката, колико су биолози до данас описали, чини две трећине свих познатих организама на нашој планети. Заједничка превласт ове две групе није уопште случајна и резултат је коеволуције, процеса природне селекције током којег су се врсте прилагодиле једна другој изграђујући богате екосистеме.
Милиони година коеволуције „наштимовали“ су односе између биљака и специјализованих опрашивача. Облици и боје цветова, њихови мириси, позиција на стабљици, дневне дозе нектара које излучују, прецизно су подешени да привуку одређене врсте инсеката. Ови „специјалисти“, било да се ради о пчелама, бумбарима, мушицама или некој другој групи, генетски су се прилагодили да одговоре на одређене врсте цветова.
Гладни, али лојални
Како се повећавала бројност и разноврсност цветова и ових нових „оса“, цветови су све више користили нектар као екстра привлачну понуду за одабране посетиоце, богату угљеним хидратима, витаминима и амино киселинама. За разлику од протеинима богатог полена, чија је производња енергетски скуп процес за биљку, нектар је био јефтинији издатак за биљку.
Да би нека биљка привукла „правог“ опрашивача неопходно је било да на одговарајући начин буде „дизајнирана“, али и да њен нектар буде прилагођен његовим енергетским и нутритивним потребама. Стога и не чуди што се од биљке до биљке могу уочити велика одступања у количини, концентрацији, хемијском саставу и периоду лучења нектара.
Тако је, рецимо, дневна производња нектара неке биљке блиско повезана са телесном масом и енергетским потребама „циљаног“ опрашивача, а посебно су захтевни ендотермични (организми који активно производе топлоту, међу које спадају и пчеле) опрашивачи, или они код којих је сам чин сакупљања енергетски скуп процес током којег морају непрестано да лете.
Енергија коју организми добијају из нектара мора да буде већа од оне коју су утрошиле да би га пронашле, конзумирале и отишле до наредног цвета. Наиме, цветови треба да произведу довољно нектара да би привукли опрашиваче, али не толико да они због ситости „изгубе вољу“ да се преместе до друге биљке. Другим речима, треба да их држе „гладнима, али лојалнима“. Из угла биљака, идеални сценарио био би да опрашивач пренесе максималну количину полена са једне биљке на жиг исте врсте, уз минимални утрошак нектара.
Ограничена количина нектара на једном цвету приморава опрашиваче да посећују већи број цветова и, на тај начин, поспешује се разношење полена. Биљке праве и својеврсну предселекцију, тако што „циљану“ врсту опрашивача привлаче оглашавајући неке особине цветова, као што су, мирис или боја и облик латица.
Веома јасна веза између цветова и опрашивача може се уочити код такозваних орнитофилних цветова (прилагођених птицама-опрашивачима), који су црвене боје, са великим издуженим цевчицама, без мириса и богати нектаром. Следећа јасно уочљива особина цветова јесте мелитофилија (цветови који су се прилагодили пчелама). Ове цветове карактерише јак мирис, разновсне боје (често плава или пурпурна), као и умерена количина концетрованог нектара.
Фабрике нектара
Нектарије су специјална ткива помоћу којих се остварују производња и секреција нектара. Сам појам не указује на једну, униформну и правилно дефинисану структуру. Различити типови нектарија, разноврсног порекла и начина организације, могу се наћи на најразличитијим местима на цвету, али и на разним деловима биљака.
Еволутивно порекло нектара и нектарија донекле је нејасно, а ево шта о томе каже Аријен Танктајан: “Оригинални опрашивачи највероватније су били инсекти из реда тврдокрилаца, а оно што их је највише привлачило био је полен. Међутим, потреба цветова за економичношћу водила је еволутивним правцем у којем су они почели да производе „јефтинију“алтернативну прехрамбену намирницу, нектар. На биљкама су се временом формирале специјалне структуре за производњу нектара – нектарије. Појавиле су се независно, у оквиру различитих еволутивних линија скривеносеменица, и на најразличитијим морфолошким основама. Појаву нектарија биљке су „искористиле“ као прилику да смање производњу полена само на количину која је довољна за преношење на друге цветове.”
Док се раније мислило да су нектарије орган који цветовима служи да се ослободе вишка течности, данас већина научника сматра да је њихова основна функција пре свега еколошка, па тек онда физиолошка, јер места на биљкама на којима се нектар излучује посећује огроман број животиња и ту се обавља размена ресурса на обострану корист.
Награда за мраве
Прву поделу нектарија извршио је Каспари 1848. године, и то на цветне и ванцветне, на вегетативним органима. Неколико година касније Делпино је предложио поделу нектарија према функцији на венчане (повезане са процесом опрашивања) и невенчане (нектарије које нису повезане са опрашивањем). Коначно, 1988. године Шмид је поделио нектарије на репродуктивне, које се налазе на било којој репродуктивној структури биљке и не-репродуктивне, које се налазе искључиво на вегетативним органима.
Ипак, у најновијим радовима из ботанике још увек се као стандард користи традиционална подела на цветне и ванцветне нектарије. Око разлога постојања цветних нектарија нема неких великих недоумица, јер се налазе на репродуктивном делу биљака. Међутим, када су у питању ванцветне нектарије постоји неколико школа мишљења. Према првој, један од ефикаснијих начина да се нежељени посетиоци (рецимо мрави, који су сувише сићушни да не могу да обаве опрашивање) одврате од цветова јесте да се помоћу ванцветних нектарија привуку на друге делове биљке.
Према другој, шире прихваћеној заштитничкој хипотези, ванцветни нектар представља „награду“ за мраве, али и за осе, који заправо „штите“ биљке од биљождера разних врста. Занимљиво је да ванцветне нектарије знатно дуже излучују нектар од цветних нектарија. Код неких врста биљака, услед стреса изазваног уништавањем листова од стране биљождера долази до повећане секреције, када се, привучени ванцветним нектаром, појављују мрави и осе.
Коме треба нектар?
Инсекти и скривеносеменице представљају главне играче глобалног биодиверзитета, повезане на два начина: биљождерством и опрашивањем. Процењује се да је у опрашивање укључено око 250.000 скривеносеменица и приближно сличан број животињских врста, од којих већину чине инсекти. Већина опрашивача укључена је у три од четири највећа реда инсеката: Двокрилце (Diptera), Лептире (Lepidoptera) и Опнокрилце (Hymenoptera).
Тврдокрилци (Coleoptera) су, еволутивно посматрано, најстарији опрашивачи и склони су нетактичном и деструктивном понашању према цветовима, које посећују из више разлога: да би се нахранили нектаром, поленом и ткивом цветова, или склонили ту на неодређено време, или да би на том месту обавили спаривање.
Двокрилци (Diptera) су се појавили много пре биљака цветница. Комарци су најпознатији конзументи нектара. Мужјаци се хране искључиво нектаром, док се женке хране и крвљу. Осим њих ту су и воћне мушице (Tephritidae) које поред нектара конзумирају медљику и сокове оштећених плодова воћа. Треба споменути и мушице веома сличне пчелама које поседују дуге језике које не могу да увуку (Surphidae и Bombuliidae).
Лептири (Lepidoptera) су опремљени издуженим језицима, па због тога углавном посећују цветове са уским издуженим чашицама. Мољци, који су више милиона година старији од лептира (и бољи су опрашивачи) посећују цветове уздашније нектаром.
Социјална пчела, оса и мрав
У опнокрилце (Hymenoptera) убрајају се осе, пчеле и мрави. Многе врсте оса своје легло хране материјама животињског порекла, међутим неке врсте се хране нектаром, медљиком и воћним соковима. Осе посећују цветове са изложеним нектаром, али и и ванцветне нектарије обезбеђујући, према неким теоријама, биљкама заштиту од биљождера. Највећу склоност ка конзумирању нектара показују веће осе из фамилија Pompilidae, Vespidae и Sphecidae, које притом имају и важну улогу у опрашивању.
Пчеле, доминантни опрашивачи у многим екосистемима, веома су ефикасне због чињенице да сакупљају полен и нектар како би нахраниле потомство. За већину других посетилаца цветова, сакупљање полена је успутна случајна радња. Социјалним пчелама, које представљају мањину међу пчелама, неопходна је додатна нектарска енергија како би загрејале гнездо и убрзале развој легла. Ендотермија, која представља активно произвођење топлоте код пчела доводи до повећаних енергетских захтева и до интензивирања сакупљања нектара, због чега су оне врло важни опрашивачи у умереним и хладним климатским зонама.
Веома ефикасани начини комуникације, обучавања и регрутовања, омогућавају медоносним (Apis) и бежаочним пчелама (Melipone) да веома брзо искористе добре изворе нектара, као и да акумулирају вишкове које су сакупиле. Пчелиње заједнице се „фокусирају“ на најбоље изворе нектара у великој зони, „обрађујући“ притом неколико парцела истовремено, уз константно регулисање броја сакупљачица на свакој парцели.
Социјалне пчеле су главни опрашивачи у европским и северноамеричким екосистемима, док их нешто мање има на јужној хемисфери. Медоносне пчеле живе у дуговечним заједницама које изискују сукцесивне цветове током године, што за коначну последицу има генерализацију међу пчелама. Иако медоносне пчеле нектар сакупљају са различитих врста биљака, на индивидуалном нивоу их одликује цветна константност. Наиме, пчела која почне да сакупља нектар са једне врсте најчешће неће током истог дана посећивати цветове неке друге врсте.
Поред оса и пчела, и мрави конзумирају нектар. Течни угљени хидрати представљају основу њихове исхране, а осим ванцветног нектара хране се и медљиком и секретима гусеница. Мрави су слаби опрашивачи због неколико разлога: не могу да лете, сувише су ситни, често се међусобно чисте, производе антибиотске секрете. Због тога, биљке се „труде“ да их одврате од цветова и цветног нектара.
Један од начина је да се помоћу ванцветних нектарија привуку ка другим деловима биљке. Неке биљке кроз ванцветне нектарије излучују знатне количине нектара да би мраве одвратиле од цветова, а обезбедиле приступ пожељним посетиоцима, пчелама, које могу ефикасно да обаве опрашивање. У неким случајевима, ванцветни нектар представља „награду“ мравима јер „штите“ биљке од биљождера.
Слепи миш, гуштер, птица нектарица
Не само инсекти, већ и многи кичмењаци такође конзумирају нектар: птице, слепи мишеви, гмизавци, лемури и бабуни. За разлику од социјалних пчела које углавном настањују северну земљину хемисферу, већина кичмењака конзумената нектара настањује јужне делове наше планете.
Већина гуштера који се хране нектаром настањује острва Нови Зеланд и Маурицијус као и мала острва у Индијском океану. Ови гмизавци обављају опрашивање многих острвских биљака, а претпоставља се да је до тога дошло јер многа острва оскудевају са инсектима. Биљке су изискивале опрашиваче, а гуштери храну, па је дошло до ове необичне симбиозе. Цветови које посећују гмизавци морају да буду велики и стабилни како би поднели телесну масу својих опрашивача. Обично су веома јаког мириса због тога што је ово чуло јако добро развијено код гмизаваца.
Слепи мишеви који конзумирају нектар насељавају тропске и суптропске регионе. Најбоље прилагођени сакупљачи нектара су мали слепи мишеви са дугим језицима који, слично колибријима, морају непрекидно махати крилима док исисавају сладак сок из цветова. Они су врло мобилни опрашивачи, а неке врсте се чак и селе са једне на другу локацију у потрази за цветним ресурсима – једна мексичка врста Leptonucteris curasoae мигрира од југа према северу да би испратила цветање кактуса, а затим се поново враћа на југ да би се хранила једном од најиздашнијих нектарских биљака на свету – агавом.
Птице нектарице присутне су углавном у тропским и субтропским регионима, где сезона цветања траје довољно дуго да биљке могу да им обезбеде нектар током читаве године. Процењује се да око 10% свих врста птица у мањој или већој мери конзумира нектар у неком животном стадијуму. Уколико је мало нектара у окружењу птице могу да конзумирају и медљику. Посећују најчешће велике и упадљиве цветове чији је нектар разређенији од нектара ентомофилних биљака (које опрашују инсекти). Нелсон и Флеминг израчунали су да просечна концентрација шећера у нектару којег птице конзумирају износи 25%.
Примећено је и да се многи не-летећи сисари хране нектаром, између осталих, торбари, глодари и примати. Код примата, нектар је прва помоћ у периодима оскудице хране, али и одличан освеживач у недостатку расположивих водених ресурса. Тако је врло разблажени нектар (концентрације 10% шећера) којег луче неке тропске биљке врло пожељни напитак међу бабунима у периодима сувих и топлих афричких зима.
У једном научном раду (Carthew & Golding, 1997) наводи се да је познато барем 59 врста сисара не-летача који посећују цветове у потрази за нектаром или поленом. Торбар медени опосум (Taripes rostrtus), тежи свега 9 грама и јединствен је по томе што је једини копнени сисар који се храни искључиво нектаром и поленом. Дневне потребе за храном овог минијатурног створења износе 7 грама нектара и 1 грам полена.
Интеракција између инсеката и биљака започела је пре више од 100 милиона година, а интензивирала се неких 40 милиона година касније, у доба кенозоика, када су цветнице почеле да превладавају међу вегетацијом на Земљи. Биљне врсте – најчешће читави комплекси врста – почеле су да „склапају партнерство“ са одговара¬јућим инсектима. И не само са једном или две врсте инсеката, као што су рецимо ме¬доносне пчеле, већ и са мноштвом других. Сарадња се наставила и са многим врстама кичмењака. Оно што их је повезало јесте нектар, који је, посматрано из данашње перспективе, по свој прилици, један од кључних “изума” еволуције.