ミツバチの多様性は農業に適しています—そして農家の財布| 科学| スミソニアン - 記事、科学、私たちの惑星、野生生物

世界には深刻なミツバチの問題があり、屋外のピクニックでの小さな虫の歓迎されない騒ぎを伴う種類ではありません：ミツバチは恐ろしい速さで死にかけています（アメリカの農家は2012/2013冬にミツバチのコロニーの31％を失いました）理由はわかっています。ミツバチは世界で最も重要な商業受粉者であるため、これは食物が好きな人にとって大きな問題です。国連食糧農業機関は、世界の食物の90パーセントを生産する100作物のうち、71がミツバチ受粉であると推定しています。ミツバチを失うと、スーパーマーケットの農産物通路はほとんど不毛に見える。

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ミツバチは、単純な理由で商業農業で使用される最も一般的な花粉媒介者です。それらは人間によって簡単に管理され、操作されます。ミツバチは社会的な昆虫です。つまり、彼らは大きく組織化されたグループを形成して生きています。農民は、ミツバチの大きな個体群を手に入れて保持することで、これを利用できます。ミツバチは農場全体でカートに入れられ、農夫の意志で大量に放出されます。これらの理由により、ミツバチは農作物の昆虫受粉の80％を占めています。

しかし、ミツバチは受粉ゲームの唯一のミツバチではありません。また、必ずしも最も効果的でもありません。ミツバチは20, 000種以上あり、そのうち4, 000種は北米原産です（ミツバチはそれらの1つではありません ）。これらのネイティブ受粉媒介者は、いくつかの条件では、実際にはミツバチよりも優れた受粉媒介者ですが、制御するのはより困難です。「野生ミツバチと受粉への貢献について、過去1年間に多くの研究が行われました。多くのシステムで、野生ミツバチはミツバチなどのミツバチがしない方法で受粉を促進します」と、ハンナ・バラック准教授は説明しますノースカロライナ州立大学（NCSU）。

今年の初め、ミツバチの研究者グループは、ミツバチの生物多様性と作物の収穫量の向上を関連付ける科学の研究を発表しました。生物多様性は、食物システムの一種の保険です。しかし、野生のミツバチはミツバチほど簡単に管理できないため、農民は在来種の花粉媒介者を自分たちの畑に引き寄せるような慣行に抵抗するかもしれません。

現在、バラックとNCSUの彼女の同僚からの新しい研究は、受粉者の多様性を増すことは農家の作物に利益をもたらすだけではなく、生物多様性の増加への初期投資を相殺するのに十分な利益をもたらす可能性があることを示唆しています。この研究は、オープンアクセスジャーナルPLOS ONEで本日公開されました。

「このプロジェクトに対する私の研究室への関心は、これらの栽培者の相互作用から生まれました」とバラックは指摘します。「彼らは自分たちの花粉媒介者が誰で、どのように彼らが作物と相互作用し、潜在的に恩恵を受けているかを知りたいと思っていました。」

NSCUのミツバチの生物学者であるDavid Tarpyと並んで、Burrackなどは、ノースカロライナ州の重要な作物であるブルーベリーに対するミツバチの生物多様性の影響を測定しました。彼らはいくつかの商業的なブルーベリー農場を選び、2年の期間、ブルームシーズン中に週に一度訪問しました。開花期が始まる前に、科学者は選ばれた数の枝（対照グループ）にケージを置き、受粉者を一時的に遠ざけました。開花期（4〜5週間）に、科学者は一定期間列を歩いて、存在するミツバチの種類を数え、特定します。ミツバチ、マルハナバチ、南東部の5つの異なるグループが見つかりました。ブルーベリーミツバチ、大工ミツバチ、小さな在来ミツバチ。

その後、3つの方法のいずれかで、ケージに入れられた枝を定期的に花粉媒介者にさらします：枝を切り取り、現在の受粉媒介者が一定期間訪問できるようにします（公開受粉）。訪問ごとにそのハチの効率をテストする（1回の受粉）か、単に枝を覆ったままにして、特定の低木の花が自分自身を受粉することで受粉できる量をテストします（クローズド受粉）。

ミツバチはアーカンソーのブルーベリーの花に受粉します。（©Bill Barksdale / AgStock Images / Corbis）

開花期の50日後、科学者は農場に戻り、開放受粉、単回受粉、または閉鎖受粉の実験から生じたブルーベリーを収集しました。このグループは、作物の収穫高に対する生物多様性の増加の影響を調べていたため、特定の農場で大量のミツバチの種を数えた時期の野外受粉の結果に特に注目しました。

「野生の蜂の数が多くなり、それらの官能基の数が増えた場合、ベリーあたり約3.66個の種子が増加しました」とバラックは説明します。「そして、ブルーベリーの素晴らしい点は、種子の数がベリーのサイズに直接関係していることです。そのため、それを生産者にとって経済的に意味のあるものに関連付けることができます。」言い換えると、異なる種類のミツバチを介した受粉が増えると、果実によってより多くの種子が生産され、最終的にはより太く重い果実になります。

農家がブルーベリーの1ポンドあたりに設定した価格を使用して、著者は、2種類のミツバチがブルーベリーを受粉した場合、農場では1エーカーあたり311ドルの収穫高が見られることを発見しました。 3種類の蜂の場合、622ドルになります。 4、933ドルなど。科学者は5つの異なる種しか観察しなかったため、5つを超える生物多様性の影響について推測することはできませんが、最終的には関係が平坦になると推測します（追加された種はもはや大きな果実を意味しなくなります）研究では自然に閾値。バラックと彼女の同僚は、ノースカロライナ州のブルーベリー産業では追加の種ごとに、さらに140万ドルの収量増加が見込めると計算しました。

「これらの在来ミツバチに関連する潜在的価値に経済的価値を置くことができます。これは、私たちが検討したい次のステップが多様性を高める方法であるため、本当に役立ちます」とバラックは言います。「商業生産者にとって、彼らにとって重要な考慮事項の1つは、彼らが多様性を高めるためにできる慣行が作物に対する価値の増加によって相殺されるかどうかです。」

では、なぜミツバチの多様なグループがより良い作物を生み出すのでしょうか？ここではいくつかの要因が関係しています。第1に、「花は1〜2日間受精を受け入れます（人間の卵とは異なります）。1匹のハチが訪れた後、新しい種子の形成を停止しません。つまり、複数の蜂が1つの果実の受粉に寄与します」ノート。

しかし、同じ種の複数のミツバチ（たとえば、1回の受粉で選別された枝からの果実）が、開放受粉によって生産されたものと同じくらい脂肪を増やすのに役立たないのはなぜですか？著者たちは、さまざまな種がさまざまな気象条件の下で繁栄していると推測しています。たとえば、ミツバチは穏やかで暖かい晴れた日に最高のパフォーマンスを発揮しますが、南東部のブルーベリー蜂は悪天候でも機能します。ノースカロライナ州では、開花期の天気が非常に変わりやすいため、さまざまなミツバチを飼うことで、いつでも受粉、雨、または輝きを放つことができます。科学者たちはまた、天気がミツバチに影響を与える唯一の物ではないかもしれないと推測しています-前進し、彼らは農業管理慣行が異なるミツバチ種に異なる影響を与えるかもしれないかどうかをテストしたいです。

気候変動は天候パターンに影響を与え、極端な天候をより可能性の高いものにするため、さまざまな農業システムの下でさまざまな天候で働くことができるミツバチの多様性は、農家にとって大きな後押しとなります。農業に野生のミツバチや野生のミツバチを追加することは、大きな経済的利益をもたらす可能性がありますが、簡単に移行することはできません。たとえば、野生のハチの個体数も減少しています。無脊椎動物の野生生物の保護に焦点を当てた非営利団体であるXerces Societyの分析では、アメリカのネイティブのマルハナバチの30％が絶滅の危機にさらされています。野生の野生ミツバチは管理するのも難しく、非作物採餌生息地の植栽など、彼らの生存を促進するかもしれない慣行は、貴重な土地と時間を奪います。

しかし、NCSUの調査が示唆するように、農民は生物多様性に投資する経済的理由があるかもしれません。さらに、花粉媒介者のより多様なグループは、人間と自然の撹乱に対してより回復力のあるグループであるため、花粉媒介者の生物多様性を高めることは、収穫量を増やすことによって短期的に農家に利益をもたらすだけでなく、天候、土地利用、または病気に起因する農業障害。

「異なるミツバチは異なることをします」とバラックは説明します。「多様なミツバチのコミュニティは、おそらく複数の点で、いずれかの種に支配されているコミュニティよりも安定しています。」