Inginerii secreți ai solului: 70% dintre albinele sălbatice își construiesc casele sub pământ29 min read

Cele mai multe albine sălbatice trăiesc în subteran: sapă tuneluri, afânează pământul și îi schimbă structura. Asta le face esențiale pentru sănătatea solului și pentru ecosistemele agricole.

Albinele (Ordinul Hymenoptera) formează un grup foarte divers de insecte, cu peste 20.000 de specii descrise în lume. Joacă un rol esențial în polenizare: au corpuri acoperite de peri care rețin polenul și depind de flori pentru hrană, ceea ce le face polenizatori eficienți pentru multe plante cu flori.

Dintre toate, albinele sălbatice sunt cei mai valoroși polenizatori, dar populațiile lor sunt în declin peste tot în lume. Toate se hrănesc cu polen și nectar, însă diferă mult între ele când vine vorba de biologie și preferințe de habitat,// „Regard and protect ground-nesting pollinators as part of soil biodiversity”, esajournals.onlinelibrary.wiley.com // inclusiv alegerea locului de cuibărit. Aproximativ 70% dintre speciile de albine sălbatice cunoscute își fac cuiburile sub pământ, o strategie care influențează direct modul în care trebuie protejate.

O mai bună înțelegere a felului în care albinele își aleg și își construiesc cuiburile poate ajuta la protejarea lor, mai ales dacă cei care dețin terenuri amenajează spațiile în funcție de nevoile acestor specii.

Câte bordeie, atâtea obiceie

Femelele unor specii de albine sapă galerii în sol, unde formează celule de creștere și depun ouăle, alături de o rezervă de hrană. Alte specii nu sapă în pământ și sunt numite cavity-nesters – adică își fac cuiburile în cavități. Unele își sapă singure cuiburi în lemn (ex. Xylocopa violacea), altele folosesc găuri deja existente în lemn (ex. Megachile rotundata), tulpini moi (ex. Ceratina cyanea), crăpături în ziduri sau chiar cochilii de melci (ex. Osmia bicolor). Există și specii, cum sunt mulți bondari (ex. Bombus sp.), care ocupă cavități subterane deja formate.

Chiar dacă uneori bondarii și albinele melifere pot cuibări în cavități subterane, nu sunt considerați cuibăritori în sol, fiindcă nu își sapă singuri galeriile, iar criteriile după care își aleg locul de cuibărire diferă mult de cele ale albinelor care sapă tuneluri în pământ.// „The Solitary Bees: Biology, Evolution, Conservation”, jstor.org //

Deși multe specii de albine preferă cuiburile subterane – indiferent de familie sau tipul de habitat –, ele sunt mult mai puțin studiate decât cele care își fac cuiburi în cavități. Asta pentru că albinele din cavități pot fi monitorizate cu ajutorul unor adăposturi artificiale, pe când cuiburile celor care trăiesc în sol sunt greu de găsit, iar studiul comportamentului lor în interiorul cuibului e limitat de metodele actuale de cercetare.// „Methods for rearing ground-nesting bees under laboratory conditions”, link.springer.com //

Cuib de Andrena Fulva. Foto: Wikimedia-Common

Unele specii de albine trăiesc zeci de ani în aceleași soluri

Cele mai cunoscute albine sălbatice care cuibăresc în sol sunt reprezentate de specii ale genurilor Halictus, Lasioglossum, Andrena, Eucera, Anthophora, Amegilla, Colletes și Melitta.// „Nesting habitat of ground-nesting bees: a review”, resjournals.onlinelibrary.wiley.com // 

Pentru albinele care cuibăresc în sol, sezonul activ începe când adulții ies din cuiburile subterane și are loc împerecherea. Apoi, pe parcursul sezonului de vegetație, femelele sapă galerii în sol, iar la capătul fiecărei galerii construiesc o cameră mică – numită celulă – unde își vor depune ouăle.

Femelele de albine încep să-și construiască cuibul săpând un tunel în sol cu ajutorul mandibulelor și al picioarelor din față. Apoi, ele împing pământul în afară cu picioarele din spate și prin mișcări ale abdomenului. Spre deosebire de albinele care cuibăresc în cavități, cele care sapă în sol au adaptări speciale pe abdomen și picioare, care le ajută să sape mai eficient, să compacteze solul și să se miște ușor prin galerii.// „Basic Architecture of Soil Nesting Wasps and Bees”, link.springer.com //

Albina-mamă depozitează în celulă un amestec de polen și nectar pe care îl folosește ca hrană pentru larvă, apoi depune un singur ou. După aceea, celula este, de obicei, sigilată cu pământ, iar albina continuă să creeze noi ramificații și celule pe care le aprovizionează în același mod. Din ouă eclozează larve moi, imobile, care se dezvoltă în siguranță în interiorul acestor camere subterane. 

Larvele consumă repede hrana lăsată de mamă, iar cea mai mare parte din viața lor se petrece în această fază. De aceea, ar trebui ca lucrările agricole să țină cont de momentul și modul în care este lucrat solul, pentru a nu afecta dezvoltarea acestor insecte. Ciclul se încheie când larvele devin adulte și ies din pământ. Femelele nu mai oferă îngrijire după ce sigilează celulele cu ouă, așa că succesul generației următoare depinde de calitatea hranei și a locului ales pentru cuibărire. Acesta trebuie să fie ferit de umezeală, temperaturi extreme și prădători.// „The role of resources and risks in regulating wild bee populations”, pubmed.ncbi.nlm.nih.gov //

Unele specii de albine revin ani la rând în același loc pentru a-și face cuibul. Această fidelitate față de sol face cu atât mai importantă protejarea acestor habitate prin practici agricole durabile, care pot susține pe termen lung atât populațiile de albine, cât și productivitatea culturilor. Un exemplu este albina Nomia melanderi, din vestul Americii de Nord, folosită în mod activ pentru polenizarea lucernei.

Albina Nomia melanderi, cunoscută și ca „alkali bee”, își face cuiburile în soluri bogate în săruri, cu pH ridicat. Poate forma până la 1.000 de cuiburi pe metru pătrat, iar aceste colonii subterane pot rămâne active în același loc mai bine de 50 de ani.// „A native ground-nesting bee (Nomia melanderi) sustainably managed to pollinate alfalfa across an intensively agricultural landscape”, link.springer.com //

Nu toate speciile de albine își păstrează locul de cuibărire de la un an la altul. Unele, precum albina florii-soarelui (Dieunomia triangulifera), par să își schimbe anual locația. Această specie poate forma aglomerări de până la 40 de cuiburi pe metru pătrat.// „Behavior and Phenology of a Specialist Bee (Dieunomia) and Sunflower (Helianthus) Pollen Availability”, esajournals.onlinelibrary.wiley.com //

Amegilla dawsoni, uneori numită albina lui Dawson care sapă vizuini, este o specie care cuibărește în zone aride din Australia de Vest. Foto: Rafael Ben Ari/Getty Images

Albinele din sol preferă pământ afânat, cald și puțin acoperit de vegetație

Albinele care cuibăresc în sol trăiesc pe toate continentele, inclusiv în zone tropicale, deșertice, temperate și subpolare. Pe lângă habitatele naturale, își pot construi cuiburi și în câmpuri agricole sau grădini. Informațiile despre locurile unde își fac cuiburile ajută la identificarea acestora și la protejarea zonelor în care solul nu ar trebui deranjat. 

Unele specii își sapă cuiburile chiar sub florile pe care le polenizează sau foarte aproape de ele. În America de Nord, Centrală și de Sud, albinele din genul Peponapis (cunoscute ca albinele dovleacului) colectează polen exclusiv de la plante din genul Curcubita (dovleci) și preferă să cuibărească sub vrejurile acestor plante.// „Wild bee abundance and pollination service in cultivated pumpkins: farm management, nesting behavior and landscape effects”,  pubmed.ncbi.nlm.nih.gov //

Albinele care colectează polen de la o varietate de culturi și flori sălbatice pot cuibări uneori în sau în jurul câmpurilor agricole. Alte locuri unde se știe că albinele cuibăresc includ marginile câmpurilor, livezile, grădinile mici și drumurile de pământ. Unele specii de albine care polenizează culturile cuibăresc în sol în habitatele naturale sau necultivate din jurul fermelor și vizitează câmpurile pentru a colecta polen și nectar.// „Effects of Cultivation and Proximity to Natural Habitat on Ground-nesting Native Bees in California Sunflower Fields”, bioone.org //

Albinele care cuibăresc în sol ies din cuib pentru a colecta resurse pentru urmașii lor. Ele vor colecta polen și, astfel, vor poleniza doar plantele aflate în raza de zbor a cuiburile lor. Albinele mari care cuibăresc în sol pot zbura pe distanțe de peste un kilometru față de cuib. Nu același lucru se întâmplă și cu cele de dimensiuni mai mici. 

Un studiu// „Evidence of forage distance limitations for small bees (Hymenoptera: Apidae)”, eje.cz // realizat în 2015 de o echipă de cercetători de la Oxford a arătat că femelele speciilor mici de albine – cele cu distanța dintre inserțiile aripilor mai mică de 1,5 milimetri – parcurg distanțe limitate atunci când caută hrană în fânețe. Abundența acestor albine scade pe măsură ce cresc distanțele față de locurile de cuibărit, iar declinul este mai accentuat decât ar indica o distribuție uniformă a populației în peisaj.

Modelarea prezenței albinelor de-a lungul fiecărui traseu studiat a arătat că probabilitatea de a observa o albină mică în pajiștile de fân scade la 10% la o distanță de 250-370 de metri față de habitatul de cuibărit în sol. Rezultatul obținut indică scara la care fragmentarea habitatului începe să afecteze diversitatea albinelor și subliniază importanța benzilor de plante care oferă polen și nectar, plasate aproape de zonele de cuibărit.

Este important ca practicile de gestionare a solului să țină cont de nevoile albinelor, atât în câmpurile cultivate, cât și în zonele adiacente. În general, albinele care cuibăresc în sol aleg terenuri cu umiditate moderată, vegetație rară și temperaturi ridicate la suprafață.// „Nest site preference and success in a gregarious, ground-nesting bee Dieunomia triangulifera”, resjournals.onlinelibrary.wiley.com //

Habropoda dormind pe o creangă. Ochii săi compuși turcoaz sunt vizibili aici. Foto: Ozgur Kerem Bulur/Science Photo Library via Getty Images

Unele specii sunt foarte flexibile și cuibăresc în diverse condiții de mediu. De exemplu, Habropoda laboriosa, o albină care polenizează florile de afin, a fost găsită cuibărind atât în zone cu strat de frunze, cât și fără.// „Nesting Biology and Mating Behavior of the Southeastern Blueberry Bee, Habropoda laboriosa (Hymenoptera: Apoidea”, jstor.org // 

Solurile dure și compacte sunt, în general, evitate de albinele din genul Halictus, pentru că sunt mai greu de săpat. Cu toate acestea, unele albine precum Halictus rubicundus își aleg locurile de cuibărit în funcție de condițiile edafice (care se referă la sol) și microclimatice variate. 

Aceste albine tolerează variații mari în înclinarea pantei și în duritatea terenului, însă sunt mai sensibile la orientarea locului, la umiditatea și compoziția particulelor din sol. În zonele unde cuiburile sunt rare, femelele aleg soluri mai moi, ușor de săpat. În schimb, în locurile aglomerate, unde cuiburile sunt apropiate unele de altele, preferă terenuri mai dure, care oferă o mai bună stabilitate structurală.

Halictus scabiosae. Foto: Drahkrub/Wikimedia Commons

Cuiburi subterane cu arhitectură de precizie

Arhitectura cuiburilor diferă mult de la o specie la alta – în lume există aproximativ 13.000 de specii de albine care își fac cuiburi în sol.// „Predicted fates of ground-nesting bees in soil heated by wildfire: Thermal tolerances of life stages and a survey of nesting depths”, sciencedirect.com //

În general, cuiburile au o deschidere mică la suprafață, care duce spre un tunel principal săpat sub pământ. Din acesta pornesc celule separate, unde femela depune ouă și polen pentru larve. Intrarea e, de obicei, un cerc rotund, cât să încapă albina, și poate fi ascunsă într-o crăpătură, la marginea unei pietre, într-un smoc de iarbă sau sub resturi vegetale. În jurul ei apare adesea o movilă mică de pământ, numită „tumulus”.

Un cuib are, de regulă, o galerie verticală principală, din care se ramifică tuneluri laterale ce duc spre celule ovale, fiecare pregătită pentru un singur descendent. Forma, lungimea și unghiul acestor tuneluri variază în funcție de specie. Cele mai multe albine solitare construiesc mai multe celule într-un singur cuib, iar mărimea acestora este proporțională cu dimensiunea femelei.// „Effects of Temperature, Day Length, and Number of Adults on the Sizes of Cells and Offspring in a Primitively Social Bee (Hymenoptera: Halictidae)”, jstor.org //

Configurația celulelor variază de la o specie la alta: unele albine (Colletes)// „Colletidae nesting biology (Hymenoptera: Apoidea)*”, apidologie.org (PDF) // construiesc o singură celulă pe fiecare tunel lateral, altele (Halictidae) le grupează în linie sau într-o /cavitate comună./ „A Classification of Nest Architecture of Bees in the Tribe Augochlorini (Hymenoptera: Halictidae; Halictinae), with Description of a Brazilian Nest of Rhinocorynura inflaticeps”, jstor.org //

În timpul construcției, femela netezește pereții cu o structură aflată pe ultimul segment abdominal și aplică un strat impermeabil format dintr-o secreție produsă de glanda lui Dufour. La unele specii, acest strat are consistența cerii. La albinele din familia Colletidae, se formează o peliculă asemănătoare celofanului, rezistentă la mulți solvenți. 

Indiferent dacă e un strat ceros sau o peliculă asemănătoare celofanului, căptușeala celulei joacă un rol esențial în protejarea puietului de umezeală și infecții. După ce depune oul (ovipoziție), femela sigilează complet celula și trece la următoarea.

Unele albine își sapă cuiburile și la jumătate de metru sub pământ

La multe dintre albinele din familia Halictidae, celulele de reproducere sunt atașate direct la galeria principală, fără ramificații. Cercetătorii au identificat două tipuri de tuneluri în cuiburile acestor specii: „tuneluri laterale”, mai înguste decât galeria principală, și „lateroizi”, cu același diametru ca aceasta. La unele specii, tunelul principal poate fi mai lat decât corpul albinei, iar celulele și ramificațiile laterale – mai mici. Uneori, aproape de intrarea în cuib, apar și „tuneluri oarbe” – adică ramificații care nu duc nicăieri.

Adesea, albinele folosesc pământul scos la săparea unei celule pentru a astupa tunelul celei construite anterior. Celulele pot fi așezate în cerc în jurul galeriei principale, în spirală sau doar pe o parte. Nu sunt rare nici ramificațiile secundare – tuneluri laterale care se continuă cu alte ramificații. Prima celulă făcută poate fi fie cea mai adâncă, fie cea mai apropiată de suprafață. Celulele diferă mult și ca orientare: pot fi orizontale, oblice sau verticale și se pot lega fie de tunelurile laterale, de lateroizi, fie direct de galeria principală – caz în care se numesc sesile.// „Basic Architecture of Soil Nesting Wasps and Bees”, link.springer.com //

Până în prezent, majoritatea cuiburilor speciilor de albine care trăiesc în sol nu au fost documentate. Totuși, o analiză globală făcută în 2011 pe 449 de specii arată că adâncimea celulelor poate varia enorm: de la doar un centimetru până la 5,3 metri, cu o adâncime medie de cel puțin 17 centimetri față de suprafața solului.// „Predicted fates of ground-nesting bees in soil heated by wildfire: Thermal tolerances of life stages and a survey of nesting depths”, sciencedirect.com //

Pot deplasa zeci de kilograme de pământ pe metru pătrat

Cu toate că albinele care cuibăresc în sol sunt recunoscute pentru rolul lor în polenizare, se vorbește mult mai puțin despre impactul lor asupra ecosistemului subteran. În timpul construirii cuiburilor, ele mută și amestecă cantități mari de pământ. Modifică, astfel, structura fizică a solului – de la arhitectura porilor, la porozitate și densitate – și influențează circulația apei și a gazelor. La scară mai mare, pot modela peisajul și contribui la scurgerea apei și la eroziune.

Cuiburile albinelor din sol nu modifică doar structura fizică a pământului, ci și compoziția lui chimică și biologică. Ele redistribuie și acumulează carbon organic și nutrienți, creează zone cu activitate microbiană intensă și introduc alte organisme în sol. Contribuie, alături de râme, furnici sau termite, la amestecarea straturilor de pământ (proces numit bioturbație).

Albinele care își construiesc cuiburi subterane ocupă nișe ecologice unde alte viețuitoare din sol (numite edafice – adică specifice stratului fertil al pământului) sunt rare sau lipsesc. Comparativ cu alte specii, sunt active și în alte perioade ale anului și au un rol dublu: polenizatori și „ingineri” ai ecosistemului. Din acest motiv, merită o atenție mai mare în cercetare și conservare, ca parte esențială a biodiversității subterane și pentru contribuția lor la funcționarea ecosistemelor.

Rubrica Jurnal de naturalist este o colaborare între Muzeul Național de Istorie Naturală „Grigore Antipa” și Mindcraft Stories și conține texte realizate de cercetătorii muzeului, care-și propun să ofere cititorilor articole despre biodiversitatea din România.