Journal Article

Key pollen host plants provide balanced diets for wild bee larvae

Filipiak, Michał

2019

Overview

Bee‐friendly plants are defined by the quantity of food they produce and the visitation rates of adult insects foraging for nectar. However, it is pollen nutritional quality that enables proper larval development of bees, affecting their populations. Not all plants produce pollen that satisfies the nutritional requirements of bee larvae, and we lack an understanding of how different plant pollens impact bee nutritional demands. This study examined whether nutritionally desirable key plant species may promote wild bee larval development, which is essential if the population is to thrive. The generalist solitary mason bee Osmia bicornis L. was used as a model species to examine differences between bee larva nutritional demand and host plant nutrient supply; an ecological stoichiometry framework was applied. The stoichiometric ratios of 12 elements were investigated in bee bodies and cocoons (reflecting nutritional demand) and in the pollen supplied by the mother (nutritional supply; N = 15 × 2 sexes). Similarly, the stoichiometry of 62 pollen taxa, including native, alien, and garden plants and crops, was compared with the bee demand based on the literature. Compared to males, females had higher demands for P, Cu and Zn and were supplied with pollen richer in these elements. Therefore, when collecting pollen for their progeny, Osmia provides daughters and sons with different pollen mixtures, reflecting sex‐specific nutritional demand. Bees may be limited by the availability of P, Na, Mn, Mg, K, Fe, Ca, Zn and Cu, with high taxonomic variability in their concentrations in pollen. Female fitness may be particularly related to a high proportion of P in the diet. Synthesis and applications. Access to key plant species that allow nutritionally balanced larval diets may be essential for bee development, whether food is gathered intentionally or randomly. Such plant species—and not only those rich in nectar and pollen—should be promoted in wild bee conservation efforts, including planting flower strips and hedgerows. Bee‐friendly plants should not be defined and planted solely based on the quantities of food they produce and on the visitation rates of adult insects foraging for energy. Foreign Language Rośliny przyjazne pszczołom są określane na podstawie ilości produkowanego pokarmu (tzw. rośliny miododajne i pyłkodajne), a nie jego jakości. Jednocześnie, jakość pokarmu wpływa na rozwój larwalny, a zatem warunkuje zdrowie i kondycję pszczół. W konsekwencji działania ochroniarskie skupione na poprawie bazy pokarmowej dla pszczół przynoszą niezamierzone, negatywne efekty. Zbadano czy dostęp do kluczowych gatunków roślin, produkujących pyłek o odpowiedniej jakości odżywczej, ma znaczenie dla bilansowania diety larw dzikiej pszczoły. Wyniki przedyskutowano w kontekście zastosowania w działaniach poprawiających bazę pokarmową pszczół. Pracę oparto na programie badawczym stechiometrii ekologicznej, modelem badawczym była Osmia bicornis, generalista pokarmowy. Atomowy fenotyp, tj. proporcje atomów budujących kokon i ciało dorosłej pszczoły, wyznacza popyt larwy na poszczególne pierwiastki, potrzebne do budowy dorosłego ciała i kokonu. Podobnie, skład pyłku to podaż materiału budulcowego dostępnego w środowisku. Badając populację pszczoły w warunkach naturalnych porównano popyt pszczoły na materiał budulcowy, z jego podażą w pyłku zbieranym przez matki dla larw. Dodatkowo, wykorzystując dane literaturowe, porównano popyt pszczoły z podażą w pyłku produkowanym przez 62 gatunki roślin (rodzime, obce, ogrodowe oraz uprawne). W tym celu przeanalizowano proporcje 12 najważniejszych pierwiastków składających się na atomowy fenotyp pszczoły w ciałach i kokonach pszczół oraz w pyłku. Osmia dostarcza larwom pyłek, którego jakość odżywcza jest dopasowana do płci potomstwa: samice wykazały większy popyt na P, Cu i Zn, niż samce i były zaopatrywane przez matki w pyłek bogatszy w atomy tych pierwiastków. Rozwój, zdrowie i kondycja pszczoły są ograniczane przez dostępność P, Na, Mn, Mg, K, Fe, Ca, Zn oraz Cu w pokarmie larwalnym – pyłku; ta dostępność zależy od gatunku pyłku. Istnieją kluczowe gatunki roślin zapewniające larwom pszczół odpowiedni bilans diety i pozwalające na optymalny rozwój. Zastosowanie praktyczne. Dostęp do pyłku odpowiedniej jakości, produkowanego przez kluczowe gatunki roślin, pozwala pszczołom na zbilansowanie diety swoich larw. Te kluczowe gatunki roślin – a nie tylko gatunki produkujące duże ilości nektaru/pyłku (miododajne/pyłkodajne) – powinny być wykorzystywane w działaniach poprawiających bazę pokarmową pszczół (np. tworzenie specjalnych pasów zieleni albo mieszanek nasion do wysiewania dla pszczół). Należy przestać definiować rośliny przyjazne pszczołom wyłącznie na podstawie ilości oferowanego pokarmu i uwzględniać również bilansowanie diety dla larw. Access to key plant species that allow nutritionally balanced larval diets may be essential for bee development, whether food is gathered intentionally or randomly. Such plant species—and not only those rich in nectar and pollen—should be promoted in wild bee conservation efforts, including planting flower strips and hedgerows. Bee‐friendly plants should not be defined and planted solely based on the quantities of food they produce and on the visitation rates of adult insects foraging for energy.

• Publisher: Wiley,Blackwell Publishing Ltd
• Subject: bee / Bees / Calcium / Cocoons / conservation / Copper / crops / daughters / Demand / Diet / ecology / energy / females / Fitness / flowers / Flowers & plants / Food / foraging / Foraging behavior / Foreign languages / health / Hedgerows / Host plants / imagos / insect larvae / Insects / Iron / Larvae / Larval development / Magnesium / males / Manganese / Nectar / nutrient requirements / nutrition / Nutritional requirements / Nutritive value / ornamental plants / Osmia / Osmia bicornis / Osmia rufa / Plant species / Planting / Pollen / potassium / Progeny / RESEARCH ARTICLE / sodium / sons / Species / Stoichiometry / wild bee / Zinc