Wpływ zmiany klimatu na pszczoły

Zmiana klimatu jest zjawiskiem szeroko opisanym i potwierdzonym naukowo. Według 5. Raportu Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu utworzonego w  ramach Programu Środowiskowego Organizacji Narodów Zjednoczonych (2014)  ustalono, że: „Ocieplenie klimatu jest bezdyskusyjne. Wiele zmian, obserwowanych  od lat pięćdziesiątych XX wieku nie ma precedensu w skali wielu  dziesięcioleci, a nawet tysiącleci. Atmosfera i ocean ociepliły się, zmalały  masy śniegu i lodu, poziom oceanów podniósł się, a stężenie gazów cieplarnianych  w atmosferze wzrosło”. Zmiana klimatu nie oznacza jednak tylko ocieplenia  powietrza i oceanów, ale niesie za sobą globalne zmiany w środowisku naszej  planety.

Artykuł oryginalnie opublikowano w czasopiśmie "Wieś i Doradztwo" w numerze 1 (95) w 2018 r. Skopiowano do celów archiwalnych i edukacyjnych ze źródła pod następującym odnośnikiem. Czasopismo nie jest wydawane od 2019 r. Celem kopii jest ewentualnie zapobiegnięcie w przyszłości braku inkluzywnego dostępu do tego artykułu na skutek dezaktywacji strony źródła. 

W Polsce również obserwujemy skutki zmian klimatu. Instytut Ochrony Środowiska Państwowy Instytut Badawczy z polecenia Ministra Środowiska od końca 2011 r. do 2013 r. realizował projekt pt. „Opracowanie i wdrożenie strategicznego planu adaptacji dla sektorów i obszarów wrażliwych na zmiany klimatu” o akronimie KLIMADA, w ramach którego m.in. dokładnie opisano obserwowane zmiany w ostatnim stuleciu oraz prognozowano przyszłe skutki zmiany klimatu w kraju i tak zaobserwowano, że:

• klimat Polski od końca XIX wieku wykazuje systematyczną tendencję do wzrostu temperatury powietrza, ze znaczącym wzrostem obserwowanym od roku 1989;
• opady nie wykazują jednokierunkowych tendencji i występują okresy mniej lub bardziej wilgotne; zmieniła się natomiast struktura opadów głównie w ciepłej porze roku: opady są bardziej gwałtowne, krótkotrwałe, niszczycielskie, powodujące coraz częściej gwałtowne powodzie. Jednocześnie zanikają opady poniżej 1 mm/dobę;
• skutkiem ocieplania się klimatu jest wzrost występowania groźnych zjawisk pogodowych (atmosferycznych), tj. wiatry huraganowe.

Wskazane zjawiska mają też znaczący wpływ na rośliny i zwierzęta. Skracanie się zimy i coraz wcześniejsze dni ze średnią temperaturą powyżej 5°C, a nawet 10°C, powodują wyraźne przyspieszenie początku okresu wegetacyjnego. W ciągu ostatnich 50 lat już prawie o dwa tygodnie szybciej zaczyna się okres wegetacyjny roślin, a prognozuje się dalsze skracanie zimy o kolejne dwa tygodnie do końca tego stulecia. Nie jest to bez znaczenia dla pszczół. Podwyższona temperatura oraz okresy krótkiego ocieplenia w porze zimowej powodują rozluźnienie kłębu i w dłuższej perspektywie osłabienie rodziny. Natomiast letnie upały szkodzą pszczołom, które mogą przestać latać w bardzo wysokich temperaturach, aby ochronić się przed przegrzaniem. Wysokie temperatury wymuszają też intensywniejsze chłodzenie gniazda, a do tego wykorzystywanie większej ilości wody. Natomiast gwałtowne opady mogą wymywać nektar z kwiatów, przez co kwiaty stają się mniej atrakcyjne dla pszczół lub rozrzedzić nektar z powodu większej wilgotności powietrza w czasie i po opadach. Podwyższona temperatura wraz z suszą wpływają też pośrednio na pszczoły poprzez zmniejszanie się ilości produkowanego nektaru przez kwiaty, oraz na jego zagęszczenie. Niektóre rośliny w czasie suszy mogą całkowicie zaprzestać nektarowania pomimo kwitnienia.

Dodatkowo, jednym z powodów ocieplania się klimatu jest podwyższony poziom dwutlenku węgla w atmosferze. Okazuje się, że powoduje on nie tylko zmiany w klimacie, ale wpływa bezpośrednio na nektarowanie i rozwój roślin. Rośliny mogą produkować więcej kwiatów i nieco wcześniej, jeżeli rosną w warunkach podwyższonego poziomu dwutlenku węgla w powietrzu, ale często kosztem mniejszej ilości nektaru w kwiecie. Wykazano, że w przypadku np. chabru łąkowego (fot. 1) czy drakwi gołębiej (fot. 2) nawet około 30-45% mniej cukru będzie w takim nektarze. Natomiast niektóre rośliny, jak koniczyna łąkowa, będzie miała nawet o 35% mniej kwiatów przy wzroście poziomu dwutlenku węgla w powietrzu. Wymusza to bardziej intensywną pracę ze strony pszczół zbieraczek, by uzupełnić swoje zapotrzebowanie na cukier i zgromadzić zapasy zimowe.

Konsekwencją ocieplenia klimatu jest rozregulowanie pojawu pożytków oraz gatunków pszczół. Okazuje się, że przy podwyższonej temperaturze rośliny wczesnowiosenne i wiosenne, takie jak fiołek, przetacznik czy rogownica zakwitają wcześniej, natomiast letnie nie zmieniają czasu kwitnienia, lub w gorszym przypadku mogą zakwitać nawet nieco później jak np. ambrozja. Powoduje to przerwanie odpowiedniego ciągu pożytkowego dla pszczół i okresowy brak pokarmu. Szczególnie jest to groźne dla gatunków sezonowych, pojawiających się tylko w określonym czasie sezonu i korzystających tylko z określonych gatunków, lub grup roślin kwiatowych (tzw. pszczoły mono lub oligolektyczne). W wyniku tych zmian może dojść do rozsynchronizowania pojawu pszczół z ich roślinami pokarmowymi. Jest to jeden z powodów, dla którego gatunki o wyspecjalizowanej diecie mogą w szybszym tempie wymierać przy zmianach klimatycznych, niż gatunki polilektyczne (korzystające z wielu źródeł pożytku).

Taki scenariusz, jest nie tylko prognozą, ale faktem zaobserwowanym w ostatnich latach w Polsce. W roku 2018 wczesna wiosna i stosunkowo wysokie temperatury na początku sezonu spowodowały nakładanie się niektórych masowych i dla pszczelarzy towarowych pożytków, takich jak: rzepak (fot. 3) i robinia akacjowa, gatunków tradycyjnie kwitnących w sezonie po sobie. Następstwem wspólnego kwitnienia wczesnym latem było powstanie luki pożytkowej po przekwitnięciu wiosennych pożytków. Natomiast zmniejszenie ilości dostępnych kwiatów w tym okresie powodowało zwolnienie czerwienia u pszczół miodnych w okresie wczesnoletnim. Niestety, takie zjawiska mogą stać się regułą. Rośliny uzależniają swoje kwitnienie od średniej temperatury w sezonie i przez to mogą reagować szybciej na zmiany klimatyczne niż pszczoły, które poza samymi warunkami pogodowymi dostosowują swoje zachowania w sezonie do daty kalendarzowej. Robią to najczęściej poprzez mierzenie czasu od równonocy lub przesilenia, albo długości sezonu zimowego.

Pszczoły mogą szybciej od roślin kolonizować nowe tereny poprzez migracje. Jednak niesie to za sobą dalsze rozregulowanie interakcji między roślinami a pszczołami. Niektóre gatunki roślin mogą stracić swojego zapylacza, a nowo pojawiające się owady niekoniecznie mogą dobrze spełniać rolę zapylacza. Takie przemieszczenie się gatunków pszczół jest stosunkowo dobrze zbadane u trzmieli i prognozy sugerują do końca tego stulecia poważne przesunięcia obszarów występowania trzmieli w kierunku północy. Trzmiele preferują raczej tereny chłodniejsze, dlatego przy ocieplaniu klimatu będą przesuwać granice swojego występowania w kierunku terenów północnych, znikając z obecnych obszarów występowania. Dla przykładu trzmiel rdzawoodwłokowy występujący na terenie całej Polski do końca tego stulecia może całkowicie przenieść się do Skandynawii, znikając przy tym z terenów Polski z powodu podwyższającej się średniej temperatury w sezonie. W jego miejsce może u nas zagościć gatunek trzmiela występujący obecnie na terenie basenu Karpat i krajów bałkańskich, Bombus zonatus.

Wydawać się może, że taka zamiana przecież nie jest groźna, tracimy jeden gatunek, ale zyskamy drugi. Jednak rośliny tak szybko się nie przemieszczą, a prognozy nie są w stanie przewidzieć czy przesuwając się na północ te gatunki znajdą odpowiednie rośliny pożytkowe. Jeżeli nie, to zamiast przesuwać się na północ, będą po prostu tracić siedliska południowe i w efekcie zawężać swoje występowanie, a w najgorszym wypadku nastąpi ich wymarcie.

Badania na terenach górskich potwierdzają raczej ten drugi scenariusz. Zmiana klimatu oznacza nie tylko ocieplenie się klimatu od równika w kierunku biegunów, ale także ocieplanie coraz wyższych partii gór, co powoduje powolne przesuwanie się pięter roślinności oraz gatunków zwierząt w kierunku szczytu. Badania nad występowaniem gatunków trzmieli w hiszpańskich górach pokazało, że w ostatnich latach doszło do przesuwania się granic występowania niektórych trzmieli, głównie ze środkowych partii gór w kierunku wyższych oraz wymieszania składu gatunkowego ze środkowych i wyższych, najchłodniejszych partii gór. Niestety, konsekwencji tych zmian w ekosystemach górskich jeszcze nie znamy, ale wiemy, że dla zimnolubnych gatunków nie mogących już wyżej „uciekać” przed ociepleniem, zmiana klimatu może spowodować całkowitą utratę odpowiednich warunków siedliskowych prowadząc do ich wymarcia.

Zmiana klimatu może też zwiększyć zagrożenie ze strony patogenów i pasożytów atakujących pszczoły. Przesuwanie się obszarów występowania różnych gatunków pszczół może doprowadzić do przenoszenia chorób i pasożytów z jednego gatunku na drugi. Takie przykłady są dobrze znane u pszczół miodnych, u których choroby i pasożyty gatunków tropikalnych, głównie występujących wcześniej u pszczoły wschodniej (Apis cerana) przy kontakcie z pszczołą miodną Apis mellifera, bez trudu rozszerzyły zasięg, powodując duże straty w rodzinach pszczelich nieprzystosowanych do nich. Wiemy też, że niektóre patogeny występują w różnych formach genetycznych (haplotypach) o różnej wirulencji, czyli zjadliwości choroby w różnym klimacie. Zmiana klimatu może doprowadzić do pojawiania się patogenów o formach bardziej zjadliwych i/lub nieznanych dla układu odpornościowego naszych pszczół, co może spowodować nasilenie objawów znanych chorób i pojawienie się nowych.

Podsumowując, zmiana klimatu stawia pszczoły przed dużym wyzwaniem, nie tylko z powodu wyższej temperatury, ale głównie z powodu zmian w wegetacji oraz rozwoju roślin pożytkowych, wywołanych ociepleniem się klimatu. Pomimo tego, że pszczoły przed bezpośrednim wpływem temperatury mogą przemieścić się dalej na północ lub wyżej w góry, jednak mogą nie przeżyć lub gorzej sobie radzić na nowych terenach. Rośliny kolonizują tereny wolniej od zwierząt, a okres ich kwitnienia może nie nakładać się na zapotrzebowanie pożytkowe pszczół. Takie rozsynchronizowanie występowania i kwitnienia roślin i zapylaczy może spowodować zawężenie obszarów występowania różnych ich gatunków. Dodatkowo rozprzestrzenianie się nowych chorób i pasożytów może osłabić pszczoły, utrudniając im dostosowanie się do zmieniających się warunków klimatycznych i siedliskowych.

Bibliografia

• IPCC. 2014. Climate Change 2014: Synthesis Report. Contrbution of Working Groups I, II and III to the Fifth Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Core Writing Team, R.K. Pachauri and L.A. Meyer (eds.)]. IPCC, Geneva, Switzerland
• Rusterholz, H.P. i Erhardt, A. 1998. Effects of elevated CO2 on flowering phenology and nectar production important for butterflies of calcareous grasslands. Oecologia 113/3:341-349
• Sherry, R.A. i inni. 2007. Divergence of reproductive phenoogy under climate warming. PNAS 104/1:198-202
• Kovács-Hostyánszki, A., i inni. 2016. Drivers of change of pollinators, pollination networks and pollination, In: The assessment report of the Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services on pollinators, pollination and food production. S.G. Potts, V. L. Imperatriz Fonseca, and H. T. Ngo, (eds). Secretariat of IPBES, Bonn, Germany
• Ploquin, E.F., Herrera, J.M., Obeso, J.R. 2014. Bumblebee community homogenization after uphill shifts in montane areas of northern Spain. Oecologia 173:1649–1660