التلقيح بالطنان

التلقيح بالاهتزاز أو التلقيح بالموجات فوق الصوتية هو أسلوب تستخدمه بعض أنواع النحل، كالنحل الانفرادي والنحل الطنان ، لإطلاق حبوب اللقاح التي تكون ملتصقة بقوة بالمتوك . [ ^{1 ] [ 2 ] عادةً} ما تكون متوك النباتات الملقحة بالاهتزاز أنبوبية الشكل، بفتحة في أحد طرفيها فقط، وتكون حبوب اللقاح بداخلها ناعمة الحبيبات وملتصقة بإحكام. في النباتات ذاتية التلقيح كالبندورة، قد يكون الهواء كافيًا لهز حبوب اللقاح عبر مسام المتوك وإتمام عملية التلقيح . قد تُسهم زيارات النحل أيضًا في هز بعض حبوب اللقاح، ولكن التلقيح الأكثر كفاءة لهذه النباتات يتم بواسطة أنواع قليلة من الحشرات المتخصصة في التلقيح بالموجات فوق الصوتية أو التلقيح بالاهتزاز. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

لإطلاق حبوب اللقاح، تستطيع النحلات الانفرادية التشبث بالزهرة وتحريك عضلات طيرانها بسرعة، مما يتسبب في اهتزاز الزهرة والمآبر، وبالتالي إطلاق حبوب اللقاح. يُطلق على التلقيح الذي يتضمن الاهتزازات اسم التلقيح بالاهتزاز. لا تستطيع نحل العسل القيام بهذا النوع من التلقيح. ^{[ 3 ]} يتم تلقيح حوالي 9% من أزهار العالم بشكل أساسي باستخدام التلقيح بالاهتزاز. ^{[ 5 ]}

تتميز النباتات التي تعتمد على التلقيح بالاهتزاز بشكل فريد للمئابر مقارنةً بأنواع النباتات الأخرى. في هذه النباتات، لا تتم عملية التلقيح إلا بزيارة الملقحات للأزهار لجمع حبوب اللقاح. ولا تستطيع سوى أنواع قليلة من الحشرات تلقيح هذه النباتات. يختلف شكل أزهار النباتات الملقحة بالاهتزاز عن شكل أزهار النباتات الأخرى التي لا تستخدم هذا النوع من التلقيح. فالمئابر مغلقة تمامًا باستثناء مسام صغيرة في الأعلى أو شقوق صغيرة جدًا تفتح على الجانبين. هذه المسام والشقوق صغيرة بما يكفي لمنع دخول الحشرات بسهولة، ولكنها كبيرة بما يكفي لخروج حبوب اللقاح. ولهذا السبب، تُعرف هذه المئابر غالبًا باسم المئابر المسامية. ولا تستطيع هذه المئابر إطلاق حبوب اللقاح إلا عند اهتزازها بتردد محدد . [ ^{6 ] [ 7 ] غالبًا} ما تقع مياسم هذه الأزهار أسفل المئابر. قد تكون هذه استراتيجية تطورية لمنع الإخصاب الذاتي ، المعروف أيضًا باسم التلقيح الذاتي، عن طريق خلق مسافة بين الوصمة. ^{[ 6 ]}

يتم تلقيح النباتات التالية بكفاءة أكبر عن طريق التلقيح بالاهتزاز:

• جميع الأنواع في قسم زهرة الربيع (النجوم المتساقطة)
• هيليامفورا
• العديد من أفراد عائلة الباذنجانيات
  • معظم أنواع جنس سولانوم
    • الباذنجان
    • البطاطس
    • طماطم
    • بوفالو بور
    • سولانوم سينيريوم ،شجيرة أسترالية
• هيبرتيا
• ديانيلا (زنابق الكتان)
• العديد من أعضاء الفصيلة الخلنجية
  • بعض أنواع جنس الرودودندرون
  • بعض أنواع جنس التوت البري
    • التوت الأزرق
    • التوت البري
  • أركتوستافيلوس – مانزانيتا
• بعض أنواع الفصيلة البقولية
  • سينا

• Amegilla sp. ^{[ 8 ]}
• النحل الطنان الأرضي ^{[ 9 ]}
• Euglossa sp. ^{[ 10 ]}
• ميليبونا sp. ^{[ 10 ]}
• نوميا sp. ^{[ 10 ]}
• Oxaea sp. ^{[ 10 ]}
• Protandrena sp. ^{[ 10 ]}
• Xylocopa frontalis ^{[ 9 ]}

يعود تاريخ أقدم دليل على وجود أسلاف النباتات التي تستخدم هذا النمط من التلقيح في السجل الأحفوري إلى العصر الطباشيري . ^{[ 11 ]} كما تُظهر بعض النباتات الحية، مثل أفراد عائلة الآسيات، طيفًا واسعًا من أشكال المتوك، بما في ذلك المتوك المسامية ، ويُعتقد أنها تُشابه بعض الجوانب المورفولوجية للأزهار القديمة التي كانت تُلقح بالاهتزاز. ^{[ 11 ]} وبما أن هذه النباتات قد طورت تراكيب زهرية معقدة، فقد تطورت الملقحات بالتزامن معها. ^{[ 12 ]}

على الرغم من أن التلقيح ينتج عن زيارة النحل لهذه الأزهار، إلا أن هذا ليس السبب الرئيسي لزيارتها للنباتات ذات المتوك المسامية. يحتوي حبوب اللقاح على كمية كبيرة من البروتين مقارنةً بالرحيق ، وهو السائل السكري الذي تنتجه معظم النباتات كمكافأة للحيوانات الملقحة. ^{[ 6 ]} يتغذى النحل على حبوب اللقاح، كما يصنع منها عجينة لإطعام يرقاته . ثم تُغلق عجينة حبوب اللقاح في الخلية لتوفير مخزون للنحل الصغير. ^{[ 6 ]} يعتمد النحل على هذا المورد الغذائي؛ لذا فهو يعتمد أيضًا على الأزهار التي تنتج كميات كبيرة من حبوب اللقاح المتاحة، بما في ذلك الأزهار ذات المتوك المسامية. يُعتقد أن نحل الطنان (Bombus) ونحل الزيلوكوبا (Xylocopa) يُلقح هذه الأزهار لأن سلوكه التكيفي يسمح له باستخلاص حبوب اللقاح بسهولة، وهي أقل توفرًا للحشرات الأخرى. ^{[ 12 ]} ولأن النحل لديه مصدر وفير لحبوب اللقاح لا يضطر إلى التنافس عليه مع الحشرات الأخرى، فمن المرجح أن يزور هذه الأزهار. يُتيح ذلك للأزهار أن تكون أكثر نجاحًا في التكاثر، إذ تُعظّم النباتات من انتشار حبوب اللقاح مع كل زيارة للنحلة، مما يُقلل من فقدانها. ^{[ 12 ]} تُفيد العلاقة بين النباتات المُلقّحة بالنحل والنحل كلا الطرفين، وقد يكون هذا سبب نجاح المتوك المسامية تطوريًا. ^{[ 12 ]} لوحظت علاقات بين الملقحات والأزهار في نبات Orphium frutescens ، وهو شجيرة صغيرة ذات متوك مسامية. زار النحل هذه النباتات خارج جامعة كيب تاون، واستمر في زيارتها حتى بعد استخلاص جميع حبوب اللقاح. مع ذلك، لم يكن النحل يعلم أن نبات O. frutescens سيستفيد من هذه الزيارات المتكررة، حيث تستمر النباتات في إنتاج حبوب اللقاح خلال موسم الإزهار.

يستطيع العلماء الآن استيراد الملقحات، مثل النحل الطنان، في المناطق التي قد تعاني من نقص في الملقحات. ففي نيوزيلندا، استُعيدت أعداد نبات البرسيم الأحمر بعد استيراد النحل الطنان من أوروبا للمساعدة في التلقيح. وكان الحفاظ على أعداد البرسيم الأحمر في نيوزيلندا آنذاك أمرًا بالغ الأهمية لمعدل إنتاج المحاصيل في البلاد. أما في أمريكا الشمالية، فقد شهدت صناعة تربية نحل العسل انخفاضًا في أوائل العقد الأول من الألفية الثانية بسبب ظاهرة انهيار مستعمرات النحل . وقد أدى ذلك إلى ارتفاع تكاليف التلقيح على المزارعين من الساحل الشرقي إلى الساحل الغربي للولايات المتحدة وكندا، وذلك للمساعدة في تلقيح اللوز والخيار وبعض النباتات البذرية. ^{[ 13 ]}

يُعدّ الطماطم ( Solanum lycopersicum ) من أكثر النباتات شيوعًا التي تستفيد من التلقيح بالطنين . في البيوت الزجاجية حول العالم، يُستخدم ما يصل إلى 50 خلية من النحل الطنان لكل هكتار خلال موسم النمو، مما يُدرّ عائدات تُقدّر بنحو 13 مليون يورو سنويًا لمساحة 40,000 هكتار عالميًا. وبفضل المنافسة بين المنتجين وارتفاع معدل نجاح تربية النحل الطنان، انخفضت التكاليف الإجمالية لهذه الخلايا بشكل ملحوظ. وقد دفعت هذه الممارسة الشائعة المنتجين إلى التوسع في بيع أنواع أخرى من الحشرات التي قد تربطها علاقات تكافلية مع النباتات، إلى جانب النحل الطنان. وقد سُجّل أن إجمالي أرباح هذه الصناعة يتجاوز 111 مليون يورو سنويًا، منها 61 مليون يورو من النحل الطنان وحده. ^{[ 14 ]}

أعربت بعض منظمات الحفاظ على البيئة عن مخاوفها بشأن الآثار البيئية المحتملة لإدخال النحل الطنان حول العالم للمساعدة في التلقيح. ^{[ 15 ]} في أستراليا، ولأن النحل الطنان ليس من الأنواع الأصلية، ولأن أستراليا شهدت عددًا من الكوارث البيئية التي حظيت بتغطية إعلامية واسعة النطاق بسبب الأنواع الدخيلة التي هربت (" الأنواع المتوحشة ")، تُجرى أبحاث حاليًا لتكييف استخدام النحل الأسترالي الأصلي Amegilla cingulata (النحل ذو الأشرطة الزرقاء) للمهمة نفسها. ^{[ 16 ]}

تكون الطماطم المزروعة في البيوت الزجاجية غير منتجة بدون مساعدة في التلقيح . تقليديًا، كان التلقيح يتم عن طريق هز النباتات باستخدام هزازات كهربائية (إحدى العلامات التجارية كانت "النحلة الكهربائية")، إلا أنه وُجد أن استخدام النحل الطنان داخل البيوت الزجاجية أقل تكلفة من حيث العمالة البشرية وأقل ضررًا على النباتات. ويمكن مشاهدة مزارعين هواة على يوتيوب يستخدمون فرش أسنان كهربائية لتلقيح أزهارهم. ^{[ 17 ]}

• الوسائط المتعلقة بتلقيح Buzz على ويكيميديا ​​كومنز
• التلقيح بالطنين ، مختبر آن ليونارد.
• دي لوكا، ب.أ.؛ فاليخو-مارين، م. (2013). "ما سرّ الضجة؟ بيئة وأهمية التلقيح بالاهتزاز من الناحية التطورية". الرأي الحالي في بيولوجيا النبات . 16 (4): 429-435 . Bibcode : 2013COPB...16..271F . doi : 10.1016/j.pbi.2013.05.002 . PMID 23751734 . 
• كارل زيمر، كشف أسرار التلقيح في طنين النحلة ، صحيفة نيويورك تايمز ، 11 يوليو 2013.
• سو روزنتال، التلقيح بالطنين ، مجلة باي نيتشر ، 11 يونيو 2008.
• التلقيح بالطنين وتعلم النحل ، مختبر فاليخو-مارين