Svůj svátek slaví i včely. Jaká je role opylovačů v krajině a co je ohrožuje?

Světový den včel se slaví 20. května, v den narozenin jednoho ze zakladatelů moderního včelařství Antona Janši. Smyslem je upozornit na důležitost opylovačů pro naši planetu. Od nepaměti vnímáme včely jako jeden z nejužitečnějších hmyzích druhů. Jaká je jejich role v zemědělské krajině a jak je ohrožují insekticidy? Článek Včela – otrávený nikoli otravný hmyz vyšel v A / Magazínu, oficiálním čtvrtletníku Akademie věd ČR.

Kdyby ze světa zmizely včely, zbývaly by lidstvu jen čtyři roky života. Tento alarmující výrok se připisuje Albertu Einsteinovi. Co ovšem proslulý fyzik věděl o hmyzích opylovačích? A opravdu někdy něco takového řekl? Ani na jednu z uvedených otázek nemůžeme dát uspokojivou odpověď. Neexistuje totiž žádný důkaz, že by tuto premisu Einstein opravdu vyslovil. Co však víme, je skutečnost, že se tvrzení nijak nezakládá na pravdě a ať už je jeho autorem kdokoli, roli včel v systému pěstování zemědělských plodin (a tudíž i přežití lidstva) značně nadhodnotil.

„Toto tvrzení je sice proslulé, ale nepodložené. Nehledě na to, že jej často využívají různá včelařská lobby k propagaci vlastních zájmů a manipulaci se společenským míněním, čímž se mu přikládá jiná váha, než by měla,“ říká Radmila Čapková Frydrychová z Biologického centra AV ČR. Podle jejího názoru je na problematiku třeba nahlížet v celém kontextu.

Mohli bychom si položit podobnou otázku jako v úvodu – co ví jihočeská vědkyně o hmyzích opylovačích? Zcela jistě mnohem více než Albert Einstein. Působí totiž jako vedoucí laboratoře výzkumu telomer v Entomologickém ústavu, kde se zabývá zejména výzkumem hmyzích telomer – sekvencemi DNA, které se nacházejí na konci chromozomu a tvoří jakýsi obranný mechanismus celistvosti genetické informace v každé buňce. Navíc je hlavní řešitelkou projektu s názvem Opylovači v zemědělské krajině, který spadá pod výzkumný program Strategie AV21 Záchrana a obnova krajiny. Spolupracuje na něm také Mikrobiologický ústav AV ČR.

Už v dobách antiky byla včela symbolem pracovitosti, poslušnosti, umu, spořádanosti či čistoty. Největším zázrakem těchto stvoření však byla podle antických autorů produkce medu, který je dobrý pro lidi i pro bohy.

Včela jako indikátor znečištění krajiny
Včela je hlavním opylovačem zemědělských plodin a díky své provázanosti s krajinou se stává také přímým indikátorem chemického znečištění krajiny. Cílem projektu je vypracovat postupy, které prokážou intoxikaci včel insekticidy. V současné době jsou totiž hlavní příčinou otravy včel pesticidy. Hrají v zemědělské výrobě nezastupitelnou roli, nicméně jejich používání je často neúměrné, což mimo jiné vede ke zbytečnému zatěžování životního prostředí, snižování biodiverzity a intoxikaci necílových organismů – například právě včely medonosné.

Při ochraně plodin proti škodlivým organismům patří chemické způsoby, takzvané chemické pesticidy k nejpoužívanějším. Dokážou ochránit zemědělské plodiny téměř před všemi původci chorob, škůdci a plevely, přičemž jejich úloha v efektivním zemědělství je klíčová. Problémem však je jejich nadužívání a s ním spojená neúměrná zátěž v daném ekosystému. Dobrou zprávou ovšem je, že v Evropské unii náleží Česká republika podle informací Ministerstva zemědělství v jejich využívání k podprůměru.

Podle mezinárodní Organizace pro výživu a zemědělství používají tuzemští zemědělci aktuálně průměrně 1,39 kilogramu účinné látky na hektar. Pro porovnání: Nizozemsko 10,82 kilogramu, Kypr 9,24 kilogramu a Rakousko 4,03 kilogramu. Z čísel evropského statistického úřadu Eurostat dokonce vyplývá, že mezi roky 2011 a 2020 v České republice prodej pesticidů klesl nejvíce, a to o 38 %. Podíváme-li se na další evropské státy: v Lotyšsku vzrostl ve stejném období o 77 % a v Rakousku o 61 %. Srovnání napříč zeměmi Evropské unie tedy naznačuje, že se aplikace chemických pesticidů v zemědělství nadhodnocuje, což je jedním z důvodů, proč se evropští představitelé rozhodli jejich používání razantněji regulovat.

Moderní zemědělství stále častěji využívá nové technologie, které chrání životní prostředí a přispívají k vyšším výnosům. Jednou z nich jsou drony. Pomáhají odhalovat přehnojená či vysušená místa na poli a postřiky dokážou při aplikaci zacílit lépe než těžká technika.

Škodlivé pesticidy
V čem tkví jejich nebezpečí? Největším problémem je kumulace pesticidů a jejich metabolitů v životním prostředí a jejich přenos do celého ekosystému, například potravním řetězcem, a také chronická zátěž organismů velmi nízkými, takzvanými podprahovými dávkami těchto látek. „Přítomnost pesticidů o podprahových koncentracích nemusí být na první pohled zjevná. Podle platné legislativy může být i tolerována. Nicméně i podprahové koncentrace, pokud daná látka působí na organismus chronicky, na něj mohou mít negativní dopad, a to se týká i zdraví či reprodukce člověka,“ vysvětluje Radmila Čapková Frydrychová.

Vystavení účinkům nadměrného množství chemických pesticidů může u lidí způsobit například různá neurodegenerativní onemocnění (Parkinsonova a Alzheimerova choroba), rakovinu, ale také narušení hormonální rovnováhy. Připisován je jim též vysoký krevní tlak, cukrovka, problémy s reprodukcí, poruchy nálady, úzkosti či deprese. V důsledku těsné provázanosti včely medonosné se zemědělskou krajinou ohrožuje nadužívání chemických pesticidů či nedodržování správného postupu při jejich aplikaci zdravotní stav včelstev.

Přímé otravy mají za následek úhyn jednotlivých včel či fatální kolapsy celých včelstev. Problémem jsou ale také subletální efekty. Ty se projevují jejich sníženou zdravotní kondicí a sníženým rozvojem. Také je třeba brát v potaz chronickou kumulaci pesticidů nejen ve včelstvech, ale i úlech a včelích produktech, jako jsou med a vosk. Když jsou včely vystaveny nižším dávkám pesticidů či chronické zátěži, dochází u nich k řadě fyziologických změn – v chování, pohybové aktivitě, metabolismu či komunikaci. „Vzhledem k tomu, že jsou včely eusociální organismy, a tedy existenciálně spjaté se svým společenstvím, změny na úrovni jednotlivců se promítají do jejich kolektivního chování v celém společenství, a značně tak ovlivňují celkové nastavení a chod včelstva,“ doplňuje Radmila Čapková Frydrychová.

Projekt využívá k monitoringu zátěže životního prostředí pesticidy právě včelu medonosnou, a sice několik markerů, které na fyziologické či biochemické úrovni odrážejí subletální působení stresových faktorů. „Jedná se o kombinaci několika přístupů. Předně pomocí speciálních senzorů, které máme namontované v úlech, sledujeme vibroakustické, tedy zvukové signály ve včelstvech a hledáme spojitosti v odchylkách těchto signálů s působením stresových faktorů, jako jsou pesticidy,“ říká vědkyně.

Jako pilotní experimenty využívají badatelé laboratorní pokusy, kdy na včely aplikují nízké dávky pesticidů a pak sledují jejich vibroakustickou odezvu. Biochemickými metodami dále měří dávku daného pesticidu ve včelách a rovněž hladiny stresových markerů, jako je adipokinetický hormon, což je hmyzí stresový hormon, či hladinu markerů oxidačního stresu.

K čemu budou výsledky výzkumného projektu v budoucnu sloužit? „Chceme vyvinout nové přístupy pro inteligentní monitoring včelstev. Někteří včelaři jej už využívají. Pomocí mobilní aplikace v telefonu či počítači mohou stavy včelstev vzdáleně a kontinuálně sledovat,“ shrnuje Radmila Čapková Frydrychová badatelské záměry probíhajícího projektu. Technologie může být dále užitečná při záchytu suspektních případů pesticidových intoxikací včelstev, což může využít například státní správa. Nejvýznamnější ideou celého projektu je však využití přístupu k monitoringu celého ekosystému, kdy – nadneseně vyjádřeno – bude včelstvo takovým reportérem zdravotního stavu krajiny.

S opylováním pomáhá také vítr
Na celém světě se jako potrava používá více než tři tisíce druhů rostlin, z nichž pouze tři sta se cíleně pěstuje jako zemědělské plodiny. Z těchto tří stovek jen dvanáct plodin poskytuje z celosvětového pohledu zhruba 90 % potravy. Jsou to rýže, pšenice, kukuřice, čirok, proso, žito, ječmen, brambory, sladké brambory, maniok, banány a kokosové ořechy. „Obiloviny jsou větrosprašné či samosprašné, kokosové ořechy jsou částečně opylovány větrem a částečně hmyzem, ostatní se množí asexuálně,“ vysvětluje Radmila Čapková Frydrychová a dodává, že pro dvě třetiny světové populace (zejména z jihovýchodní Asie) je základní stravou rýže.

Větrosprašné jsou rovněž trávy, které vytvářejí podklad potravy pro dobytek. „Na druhou stranu sedmdesát pět procent druhů zemědělských plodin je alespoň částečně závislých na živočišných opylovačích, jako jsou zejména hmyzí opylovači, netopýři a ptáci,“ říká vědkyně. Jejich ekonomický přínos je pro celosvětovou zemědělskou produkci vyčíslen na 235 až 577 miliard amerických dolarů za rok.

Mezi nejčastější hmyzí opylovače řadíme například čmeláky.

Drtivá většina opylovačů je zastoupená hmyzem – jde především o hmyz blanokřídlý, dvoukřídlý, můry a motýly, brouky a třásnokřídlé. Hlavní skupinu hmyzích opylovačů tvoří různé včelí druhy, kterých je přibližně dvacet tisíc a podílejí se na jedné třetině rostlinné produkce. „Včela medonosná je tedy pouze jedním z těchto druhů. Navíc skutečná role jednotlivých živočišných opylovačů v zemědělské produkci je i v současné době do značné míry nejasná,“ podotýká Radmila Čapková Frydrychová.

Další otázkou je, jakou roli zastává včela medonosná při opylování v přirozených ekosystémech a jaký je její vliv na udržení přírodní rozmanitosti neboli biodiverzity. Její význam pro opylování obecně v krajině či přírodě je podle vědkyně zhruba obdobný, jako je tomu v případě jiných hmyzích opylovačů: „Z celkového hlediska bych včelu medonosnou v její úloze k udržení krajiny či přírody nijak neupřednostňovala. Možná platí dokonce opačný pohled – že neúměrné stavy včelstev, takzvané převčelení, uměle vedené člověkem, mohou teoreticky snižovat biodiverzitu hmyzích opylovačů, jako jsou různé druhy včel, čmeláků či dalších blanokřídlých, ale také motýlů, much či brouků.“

Ačkoli je platnost hodnocení významu včel pro existenci lidstva tak, jak jej údajně vyřkl věhlasný fyzik, značně diskutabilní, rozhodně to nijak nesnižuje přínos a užitek, které včely pro člověka mají, a úctu, již by kultivovaná lidská společnost měla chovat nejen ke včelám, ale k celé přírodě. Právě na její ochranu se zaměřují i cíle výzkumných programů Strategie AV21. S ohledem na celospolečenskou diskuzi o využití pesticidů v zemědělské praxi, jejich vlivu na životní prostředí i zdraví člověka je komplexní monitoring zamoření včel, ale také celé krajiny pesticidy velmi žádoucí.

OMEZOVÁNÍ PESTICIDŮ PODLE EVROPSKÉ UNIE

Právní dokumenty Evropské unie definují pesticidy jako látky, které se používají k potlačení, vymýcení a prevenci organismů, které jsou považovány za škodlivé. Zahrnují přípravky na ochranu rostlin a biocidní přípravky, což jsou látky či směsi určené k hubení, odpuzování nebo omezování škodlivých organismů, jako jsou například viry, bakterie, plísně, hmyz, myši či potkani. Návrh Evropské komise z roku 2022 chce snížit užívání pesticidů o 50 % do roku 2030. Přísnější pravidla například nařizují, aby zemědělci uplatňovali integrovanou ochranu rostlin založenou na alternativních ekologických metodách prevence a ochrany před škůdci. Dále uvádějí povinnost vést evidenci užívaných pesticidů či zcela zakazují jejich aplikování v citlivých oblastech, jako je městská zeleň, veřejné parky, hřiště, školy, rekreační a sportovní plochy či další ekologicky choulostivé oblasti, které mají být zachovány pro ohrožené opylovače.

Text je převzatý z časopisu A / Magazín (dříve A / Věda a výzkum), který vydává Akademie věd ČR. Výtisky zasíláme zdarma všem zájemcům. Kontaktovat nás můžete na adrese predplatne@ssc.cas.cz.

4/2023 (verze k listování)
4/2023 (verze ke stažení)

Text: Markéta Wernerová, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR
Foto: Shutterstock

Text je uvolněn pod svobodnou licencí Creative Commons.

Přečtěte si také

• O myších a lidech. Vědci zjistili souvislosti migračních tras člověka a myši
• Evoluce věčně živá. V čem tkví podstata biologické rozmanitosti?
• Pozor na klíšťata v městských parcích, jsou nebezpečná, varují odborníci
• Unikátní rozmnožování skokanů z Moravy potvrdili vědci i u dalšího druhu žáby
• Embrya parazitických ryb hořavek se naučila přemet, který jim umožňuje přežít
• Na světě klesá počet velkých šelem – vymírání čelí například levharti
• Vědec chce rozlousknout záhadu rozmanitosti přírody za pomoci mušek octomilek
• Rostliny se mohou přizpůsobit klimatickým změnám, aniž by změnily svoji DNA
• Ekosystémové stanice: tiší strážci zkoumají „dech“ krajiny a dopady změn klimatu
• Vědci předkládají zajímavou teorii: křídla hmyzu se mohla vyvinout z žaber