$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Interakcje między roślinami a zapylaczami są doskonałymi przykładami do badania biologii ewolucyjnej i ekologii. Uważa się, że wzajemne relacje między kwiatami a zapylaczami sprzyjały różnicowaniu roślin okrytozalążkowych1,2 w wyniku doboru naturalnego, chociaż inne czynniki biotyczne i abiotyczne również wywarły wpływ3,4,5. Uważa się również, że cechy kwiatowe uległy zmianie, aby przystosować się do najskuteczniejszych zapylaczy i produkować więcej owoców i nasion6. Przekonania te zostały skonstruowane w dużych badaniach opartych na różnych wskaźnikach, takich jak skuteczność zapylania, które obejmują różne interpretacje7.
Rośliny kwitnące, które mają uogólnione systemy zapylania, są odwiedzane przez różne rodzaje zapylaczy8. W tym przypadku gość kwiatowy został zdefiniowany jako gatunek zwierzęcia, który odwiedził, aby otrzymać nagrodę w postaci kwiatów, a zapylacze zdefiniowano jako kwiatowych gości, którzy zapylają. Niektórzy z tych gości przenoszą ziarna pyłku tego samego gatunku do stygmatów odwiedzanych kwiatów i mogą być klasyfikowane jako zapylacze. Inni goście mogą również mieć trochę pyłku wewnątrzgatunkowego; Mogą przeprowadzać mniej zapylania z powodu niezgodności behawioralnej lub morfologicznej między zapylaczami a kwiatami. Te porównywalne różnice w udziale w rozmnażaniu roślin mogą powodować różny stopień presji selekcyjnej na cechy kwiatowe9 i mogą powodować dywergencję adaptacyjną roślin kwitnących. Dlatego, chociaż skład populacji owadów zapylających i względna liczebność gatunków są ważne10, dokładna ocena skuteczności każdego odwiedzającego ma również kluczowe znaczenie dla określenia procesów adaptacyjnych i/lub ewolucyjnych roślin.
W tym badaniu, ilościowe szacunki efektywności zapylaczy, zdefiniowane jako produkcja owoców i nasion na częstotliwość odwiedzin, zostały określone11. Obserwowano gatunki i częstość występowania każdego z odwiedzających kwiaty oraz oszacowano wpływ na reprodukcję odwiedzanych kwiatów. Rejestrowanie wizyt kwiatowych poprzez obserwacje człowieka jest klasyczną metodą w ekologii zapylania. Metoda ta nakłada jednak duże obciążenie na obserwatorów, którzy są zobowiązani do pozostawania przed roślinami i dokonywania starannych, długoterminowych pomiarów. W ostatnim czasie szybko rozwinęły się technologie filmowania i nagrywania, a tanie cyfrowe kamery wideo umożliwiły wprowadzenie zapisu wideo do obserwacji owadów zapylających12,13. Metody te mogą ułatwić gromadzenie podstawowych informacji na temat roślin roślinnych i pomóc w zrozumieniu ekologii zapylania docelowych gatunków roślin.
Jednakże, częstotliwość odwiedzin zapylaczy niekoniecznie jest skorelowana z ich skutecznością zapylania7,14, i ważne jest, aby ocenić jakościowy wpływ każdego zapylacza na kondycję kwiatów. Skuteczność zapylania oszacowano na podstawie liczby ziaren pyłku na stygmatach15,16, wzrostu łagiewki pyłkowej17,18oraz produkcji owoców i/lub nasion19,20. Eksperymenty z workami, przeprowadzane przy użyciu toreb przeznaczonych wyłącznie dla zwiedzających, są typowymi metodami testowania samokompatybilności, autogamii21,22 i obecności apomiksów23. Dodatkowo, ocena skuteczności zapylania dla określonego zapylacza w zbiorowisku zwiedzających była często przeprowadzana w środowiskach, w których inni goście z kwiatów byli ograniczeni (tj. druciana klatka, siatka lub torba z siatką wystarczająco małą, aby wykluczyć większe zapylacze, która jest ustawiona na roślinach kwitnących). Na przykład przeprowadzono eksperymenty z workami z małymi siatkami, aby ujawnić zdolność mrówek lub wciornastków do zapylania24,25. Co więcej, eksperymenty z wykluczaniem ptaków przy użyciu drucianej klatki lub siatki wykazały skuteczne zapylanie taksonów aloesu 26-28.
Cele tego badania to: 1) wprowadzenie metod użytych w poprzednim artykule i 2) ulepszenie tych metod do ogólnego wykorzystania w innych badaniach nad gośćmi kwiatów, częstotliwością ich odwiedzin i ich wpływem na kondycję roślin. Lycoris sanguinea var. sanguinea jest jednym z gatunków zaliczanych do rodzaju Lycoris, który występuje szeroko w całej Japonii i wąsko w Korei29i ma lejkowate czerwono-pomarańczowe kwiaty (ryc. 1a). Poprzednie badania wykazały, że L. sanguinea var. sanguinea był odwiedzany przez wiele gatunków owadów, w tym niezidentyfikowany mały gatunek pszczół i większy gatunek Amegilla florea29. Nie określono jednak częstotliwości odwiedzin i skuteczności zapylania tych gości. W pierwszej kolejności przeprowadzono obserwacje zapylaczy w celu identyfikacji kwiatowych gości. Odwiedziny małych pszczół zaobserwowano na kwiatach, które nie otworzyły się jeszcze całkowicie (łamiące się pąki; Rysunki 1b, c). Małe pszczoły poruszały się w pośpiechu wokół nierozgałęzionych pylników w pękających pąkach i zbierały pyłek za pomocą żuchwy. Hipoteza była taka, że małe pszczoły mogą być zapylaczami na etapie pękania pąków, ponieważ przerwy między pylnikami a stygmatami w kwiatach były mniejsze niż długość ciała pszczół. W związku z tym przeprowadzono eksperymenty z workowaniem w celu zbadania zdolności zapylania małych pszczół na etapie pękania pąków, a dodatkowo w celu zbadania strategii rozrodczych L. sanguinea var. sanguinea. Pąki te zostały zapakowane w worki po wizycie małych pszczół, co pozwoliło oszacować zdolność pszczół do zapylania. Osobniki były trzymane w klatkach z nieotwartymi pąkami. Zastosowano klatkę o małych oczkach, przez którą mogły przejść tylko małe pszczoły, co pozwoliło oszacować skuteczność zapylania małych pszczół w całej fazie kwitnienia.