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32.2B: Bestäubung durch Insekten - Biologie

32.2B: Bestäubung durch Insekten - Biologie


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Pflanzen haben Anpassungen entwickelt, um symbiotische Beziehungen mit Insekten zu fördern, die ihre Bestäubung sicherstellen.

Lernziele

  • Erklären Sie, wie die Bestäubung durch Insekten die Pflanzenvermehrung unterstützt

Wichtige Punkte

  • Anpassungen wie leuchtende Farben, starke Düfte, spezielle Formen und Nektarführer werden verwendet, um geeignete Bestäuber anzulocken.
  • Wichtige Insektenbestäuber sind Bienen, Fliegen, Wespen, Schmetterlinge und Motten.
  • Bienen und Schmetterlinge werden von bunten Blüten angezogen, die stark duften und tagsüber geöffnet sind, während Motten von weißen Blüten angezogen werden, die nachts geöffnet sind.
  • Fliegen werden von mattbraunen und violetten Blüten angezogen, die nach verwesendem Fleisch riechen.
  • Nektarführer, die nur für bestimmte Insekten sichtbar sind, erleichtern die Bestäubung, indem sie die Bienen zum Pollen im Zentrum der Blüten führen.
  • Insekten und Blumen profitieren beide von ihren spezialisierten symbiotischen Beziehungen; Pflanzen werden bestäubt, während Insekten wertvolle Nahrungsquellen erhalten.

Schlüsselbegriffe

  • Nektarführer: Markierungen oder Muster in Blüten einiger Angiospermenarten, die Bestäuber zu Nektar oder Pollen leiten

Bienen

Bienen sind vielleicht der wichtigste Bestäuber vieler Gartenpflanzen und der meisten kommerziellen Obstbäume. Die häufigsten Bienenarten sind Hummeln und Honigbienen. Da Bienen die Farbe Rot nicht sehen können, haben von Bienen bestäubte Blüten normalerweise Blau-, Gelb- oder andere Farben. Bienen sammeln energiereichen Pollen oder Nektar für ihr Überleben und ihren Energiebedarf. Sie besuchen Blumen, die tagsüber geöffnet sind, hell gefärbt sind, ein starkes Aroma oder einen starken Duft haben und eine röhrenförmige Form haben, typischerweise mit einem Nektarführer. Ein Nektarleitfaden umfasst Bereiche auf den Blütenblättern, die nur für Bienen sichtbar sind und die Bienen zum Zentrum der Blüte führen und so den Bestäubungsprozess effizienter gestalten. Der Pollen haftet an den wuscheligen Haaren der Bienen; Wenn die Biene eine andere Blüte besucht, wird ein Teil des Pollens auf die zweite Blüte übertragen. In letzter Zeit gab es viele Berichte über den Rückgang der Honigbienenpopulation. Viele Blüten bleiben unbestäubt und können keine Samen tragen, wenn Honigbienen verschwinden. Die Auswirkungen auf kommerzielle Obstbauern könnten verheerend sein.

Fliegen

Viele Fliegen werden von Blumen angezogen, die einen verwesenden Geruch oder einen Geruch nach verrottendem Fleisch haben. Diese Blüten, die Nektar produzieren, haben normalerweise matte Farben wie Braun oder Violett. Sie finden sich auf der Leichenblume oder Voodoo-Lilie (Amorphophallus), Drachenwurz (Drakunkel) und Aasblume (Stapleia, Rafflesia). Der Nektar liefert Energie, während der Pollen Protein liefert. Wespen sind auch wichtige Insektenbestäuber, die viele Feigenarten bestäuben.

Schmetterlinge und Motten

Schmetterlinge wie der Monarch bestäuben viele Gartenblumen und Wildblumen, die normalerweise in Büscheln zu finden sind. Diese Blüten sind hell gefärbt, duften stark, sind tagsüber geöffnet und haben Nektarführer. Der Pollen wird aufgenommen und an den Gliedmaßen des Schmetterlings getragen. Motten hingegen bestäuben Blüten am späten Nachmittag und in der Nacht. Die von Motten bestäubten Blüten sind blass oder weiß und flach, sodass die Motten landen können. Ein gut untersuchtes Beispiel für eine von Motten bestäubte Pflanze ist die Yucca-Pflanze, die von der Yucca-Motte bestäubt wird. Die Form der Blüte und der Motte haben sich so angepasst, dass eine erfolgreiche Bestäubung möglich ist. Die Motte lagert Pollen auf der klebrigen Narbe ab, damit die Befruchtung später erfolgen kann. Die weibliche Motte legt auch Eier in den Eierstock ab. Wenn sich die Eier zu Larven entwickeln, erhalten sie Nahrung von der Blüte und den sich entwickelnden Samen. Somit profitieren sowohl das Insekt als auch die Blume in dieser symbiotischen Beziehung voneinander. Die Maisohrwurmmotte und Gaura Pflanzen haben eine ähnliche Beziehung.


Bestäubung durch Schwebfliegen im Anthropozän

Der Rückgang der Bestäuber, Veränderungen in der Landnutzung und klimabedingte Veränderungen in der Phänologie können die Ökosystemfunktion und die Ernährungssicherheit ernsthaft beeinträchtigen, indem sie die Bestäubungsdienste von Insekten stören. Ein Großteil der aktuellen Forschung konzentriert sich auf Bienen oder gruppiert andere Insekten als „Nicht-Bienen-Bestäuber“, wodurch der relative Beitrag dieser vielfältigen Gruppe von Organismen verschleiert wird. Prominenteste unter den „Nicht-Bienen-Bestäubern“ sind die Schwebfliegen, von denen bekannt ist, dass sie mindestens 72 % der weltweiten Nahrungspflanzen besuchen, deren Wert wir auf etwa 300 Milliarden US-Dollar pro Jahr schätzen, zusammen mit über 70 % der von Tieren bestäubten Wildblumen. Darüber hinaus erfüllen Schwebfliegen Ökosystemfunktionen, die bei Bienen nicht zu finden sind, wie zum Beispiel den Pflanzenschutz vor Schädlingen, das Recycling von organischem Material und die Übertragung von Pollen über große Entfernungen. Vor allem wandernde Arten können sehr zahlreich sein und scheinen im Gegensatz zu vielen Insektenbestäubern noch nicht ernsthaft zurückgegangen zu sein. In diesem Review stellen wir die Rolle von Schwebfliegen und Bienen als Bestäuber gegenüber, diskutieren die Notwendigkeit der Erforschung und Überwachung verschiedener Reaktionen von Bestäubern auf den anthropogenen Wandel und untersuchen die aufkommende Forschung zu großen Populationen von wandernden Schwebfliegen, den Bedrohungen, denen sie ausgesetzt sind, und wie sie verwendet werden könnten nachhaltige Landwirtschaft zu verbessern.

Schlüsselwörter: Das Schwebfliegeninsekt der Syrphidae-Landwirtschaft verringert die Bestäubung durch die Migration.

Interessenkonflikt-Erklärung

Wir erklären, dass wir keine konkurrierenden Interessen haben.

Figuren

Schwebfliegen-Vielfalt. Ausgewählte Mitglieder von…

Schwebfliegen-Vielfalt. Ausgewählte Mitglieder der Unterfamilien Syrphinae ( einD )…

Schwebfliege auf Nahrungssuche Entfernungen, Fülle und…

Schwebfliegen Nahrungssuche Entfernungen, Fülle und Pflanzenbesuche. ( ein ) Schwebfliegen können tragen…

Schwebfliegenmorphologie und Bestäuberwirksamkeit.…

Schwebfliegenmorphologie und Bestäubereffektivität. ( ein ) Beziehungen zwischen Behaarung der…


32.2B: Bestäubung durch Insekten - Biologie

Lebenszyklus und Bestäubung

Einheimische Bienen

Gemanagte Bienen

Wespen

Schmetterlinge

Motten

Fliegen

Käfer

Lebensgeschichte

Es gibt viele wichtige bestäubende Insektenarten in den Ordnungen:

  • Hymenoptera (Bienen, Wespen und Ameisen)
  • Lepidoptera (Schmetterlinge und Motten)
  • Diptera (Fliegen)
  • Coleoptera (Käfer)

Als Erwachsene ernähren sich viele der Arten innerhalb dieser Ordnungen von Pollen und/oder Nektar aus Blüten. Sie suchen von Pflanze zu Pflanze und können die Bestäubung einleiten, indem sie Pollen von einer Anthere auf eine Narbe übertragen. Bienenweibchen (Apoidea) und Pollenwespen (Masarinae) versorgen ihre Nester mit Pollen und/oder Nektar, die sie aktiv auf ihrem Körper sammeln. Ihre Larven ernähren sich dann von den gesammelten Pollen und Nektar. Yucca-Motten (Prodoxidae)-Larven ernähren sich nicht von Pollen oder Nektar, sondern von den Samen von Yucca-Pflanzen. Die Erwachsenen bestäuben die Yucca-Pflanze, indem sie aktiv Pollen auf ihren Palpen sammeln und dann den gesammelten Pollen auf eine empfängliche Narbe legen, um den richtigen Samenansatz für ihre Nachkommen zu gewährleisten.

Insektenbestäuber sind in der Regel Insekten mit mehreren Lebensräumen, die zu unterschiedlichen Zeiten Ressourcen in verschiedenen Lebensräumen benötigen. Zum Beispiel benötigen die meisten bestäubenden Insekten:

  • Nistplätze (viele Bienen und Wespen)
  • Futterstellen für Larven (Käfer, Schmetterlinge, Motten, Fliegen und einige Wespen)
  • Jagdgebiete (einige Wespen und Fliegen)
  • Überwinterungsstandorte

Darüber hinaus müssen alle diese Standorte in Gebieten mit optimalen (oder zumindest erträglichen) Licht-, Temperatur- und Feuchtigkeitswerten liegen und möglicherweise eine relativ geringe Dichte an natürlichen Feinden aufweisen. Die Abhängigkeit einheimischer Bestäuber von den entsprechenden Lebensräumen muss erkannt werden. Populationen werden nicht in einem Habitat bestehen bleiben, wenn nicht alle Lebensphasenanforderungen erfüllt sind. Eine Hummelart benötigt möglicherweise verlassene Nagetierhöhlen für Nistplätze und eine bestimmte Reihe von Blumenarten als Pollen- und Nektarquellen. Viele Solitärbienen und Wespen benötigen spezielles Nistsubstrat (z. B. Erdwälle, verrottendes Holz) sowie verschiedene Materialien für den Nestbau wie Schlamm, Harz, Blätter, Pflanzenhaare oder Kieselsteine. Diese Ressourcen unterstützen die Bestäuberpopulationen, und im Gegenzug helfen die Bestäuber bei der Reproduktion und Erhaltung der genetischen Vielfalt der Pflanzengemeinschaft und interagieren mit anderen Organismen als Beute oder Wirt.

Bestäubung

Bestäubung ist die Übertragung von Pollenkörnern, die zur Keimung der Pollenkörner auf einer Narbe und zur Befruchtung einer Pflanzenanlage führt, was zu einem Samen- / Fruchtansatz führt. Pollenkörner können von der Anthere auf die Narbe derselben Blüte oder auf eine andere Blüte derselben oder einer anderen Pflanze übertragen werden. Pollenbewegung führt zu genetischem Austausch und zur Rekombination von Genen. Selbstbestäubung (die Übertragung von Pollen zwischen Staubbeuteln und Narben derselben Pflanze) kann die genetische Vielfalt verringern. Um dies zu kompensieren, verwenden blühende Pflanzen verschiedene Arten der Pollenübertragung zur Fremdbestäubung:

  • Windbestäubung (Anemophilie)
  • Wasserbestäubung (Hydrophilie)
  • Tierbestäubung (Zoophilie)

Die Bestäubung durch Insekten (Entomophilie) erfolgt in

67 % der Blütenpflanzen weltweit. In gemäßigten Klimazonen sind Pflanzen und Insekten aufgrund der jährlichen und saisonalen Variationen in Vielfalt und Häufigkeit typischerweise opportunistisch. Daher sind weder Pflanzen noch Insekten für ihre Bestäubung oder ihren Ressourcenbedarf normalerweise von einer Art abhängig. Mit zunehmender Höhe oder Breite werden immer mehr Pflanzen von opportunistischen Bestäubern bestäubt. Untersuchungen haben gezeigt, dass die wichtigsten Bestäuber in der Hocharktis der Nordwest-Territorien Kanadas Diptera waren, insbesondere die Familien Empididae und Syrphidae. Viele der Blumen in diesen Gebieten wurden hauptsächlich von Fliegen bestäubt, während andere von Hummeln bestäubt wurden. In ähnlicher Weise ergab eine andere Studie in der Nähe von Springville, UT, in Höhen von 1495 m und 3170 m, dass der relative Artenreichtum der Hymenoptera mit zunehmender Höhe abnahm, der Artenreichtum jedoch zunahm. Der Käfer- und Schmetterlingsreichtum war im Vergleich zu Bienen und Fliegen an beiden Standorten gering, nahm aber auch mit zunehmender Höhe ab.


Zimmermannsbienen (Xylocopa spp.)

Tischlerbiene auf Nahrungssuche auf Salvia. Foto: Hannah Burrack

Xylocopa Virginia ist die häufigste Zimmermannsbiene, die in North Carolina Blaubeeren gefunden wird. Sie unterscheiden sich von Hummeln durch ihren haarlosen Unterleib. Männer haben einen gelben Fleck auf ihrem “Gesicht”, während weibliche Gesichter alle schwarz sind. Die Augen beider Geschlechter können grün erscheinen.

Zimmermannsbienen “rob”-Blumen mit schmalen Blütenkronen, indem sie Schlitze in der Nähe der Basis schaffen, um an Blütennektarien zu gelangen.

Von Zimmermannsbienen geschaffene Schlitze in Blaubeerblüten. Foto: Hannah Burrack

Bei Blaubeeren können diese Schlitze dann von anderen Bienen genutzt werden, was die Pollenmenge verringern kann, die Bienen auf Blütennarben ablegen können. Nektarraub trägt nachweislich zu einer gewissen Bestäubung der Heidelbeeren bei, ist jedoch ein weniger effizientes Bestäubungsmittel als Besuche durch die Blütenöffnung.