Metabarcoding reveals global variation in pollen collecting behavior of the invasive bee Megachile sculpturalis (Hymenoptera: Megachilidae)

In de stille hoekjes van bossen en de bruisende centra van steden vindt elke lente en zomer een stille uitwisseling plaats. Bijen bezoeken bloemen om stuifmeel te verzamelen om hun jongen te voeden, terwijl ze onbedoeld het genetisch materiaal van de ene plant naar de andere dragen. Deze relatie is de motor van een groot deel van de wereldwijde voedselproductie en wilde biodiversiteit. Wanneer een soort echter naar een nieuw land verhuist waar die niet thuishoort, kan dit delicate evenwicht worden verstoord. Invasieve soorten zijn organismen die zich vestigen in vreemde omgevingen, waarbij ze vaak inheemse levensvormen verdringen en de manier waarop ecosystemen functioneren veranderen. Voor bijen hangt hun succes in een nieuw thuis sterk af van wat ze kunnen eten. Sommige indringers zijn kieskeurig en houden zich strikt aan de specifieden bloemen die ze in hun thuisland kenden. Anderen zijn opportunisten die bereid zijn bijna alles te eten wat ze vinden. Begrijpen welke strategie een invasieve bij gebruikt, is cruciaal, omdat het ons vertelt of het insect zal worstelen om te overleven of zal gedijen en zich verspreiden, wat potentieel het lokale landschap kan hervormen.

Een team van onderzoekers zette zich schrap om de eetgewoonten van een specifieke indringer te ontdekken: de reuzenharsbij, een solitaire insectensoort die inheems is in Oost-Azië en recentelijk in Europa en Noord-Amerika is verschenen. Om dit te doen, maakten ze gebruik van een moderne techniek genaamd DNA-metabarcoding. In plaats van te proberen stuifmeelkorrels onder een microscoop te identificeren — een moeilijke taak wanneer korrels gemengd zijn en op elkaar lijken — extraheerden de wetenschappers het genetisch materiaal uit het stuifmeel dat door de bijen werd verzameld. Door de unieke DNA-sequenties te lezen, konden ze precies identificeren welke plantensoorten de bijen hadden bezocht. Ze verzamelden meer dan 250 monsters van bijen en hun nesten in negen Europese landen, vier Amerikaanse staten en een klein aantal uit het oorspronkelijke leefgebied van de bij in China. Deze wereldwijde enquête stelde hen in staat om niet alleen te zien wat de bijen aten, maar ook hoe hun eetgewoonten veranderden afhankelijk van waar ze leefden.

De resultaten onthulden een verhaal van twee zeer verschillende diëten. In het oorspronkelijke leefgebied van de bij in Oost-Azië gedroeg het insect zich als een generalist, waarbij het een grote verscheidenheid aan planten uit veel verschillende families bezocht. Deze flexibiliteit is typerend voor succesvolle indringers, waardoor ze zich aan nieuwe omgevingen kunnen aanpassen. Echter, het beeld veranderde drastisch in Europa. Daar vertoonde de reuzenharsbij een opvallende voorkeur voor één type boom: de Japanse pagodaboom. In de Europese monsters domineerde deze ene boomsoort het dieet, waarbij het stuifmeel van deze boom in de overgrote meerderheid van de verzamelde pollen aanwezig was. In sommige locaties bevatte bijna elk monster niets anders dan het stuifmeel van deze boom. De onderzoekers ontdekten dat deze boom wijdverbreid wordt geplant in Europese steden, parken en zelfs langs snelwegen als een ornamentaal kenmerk. De boom bloeit laat in het seizoen, waardoor het een betrouwbare voedselbron biedt wanneer andere bloemen zijn vervaagd. De gegevens suggereren dat de wijdverbreide aanplant van deze niet-inheemse boom de invasieve bij onbedoeld heeft geholpen een voet aan de grond te krijgen in Europa, waardoor een situatie is ontstaan waarin de bij en de boom elkaars aanwezigheid in een nieuw land ondersteunen.

In contrast hiermee vertoonden de bijen in Noord-Amerika een ander patroon. Hoewel ze ook een verscheidenheid aan planten bezochten, vertrouwden ze niet op de Japanse pagodaboom, die niet in hun stuifmeelmonsters werd aangetroffen. In plaats daarvan voedden de Noord-Amerikaanse bijen zich met een mix van inheemse en niet-inheemse planten, waaronder enkele die op zichzelf als invasief onkruid worden beschouwd. De studie identificeerde specifieke interacties waarbij de bij planten zoals roer заб (purple loosestrife) in de Verenigde Staten en kudzu (Pueraria montana) in zowel de Verenigde Staten als Zuid-Zwitserland bezocht. Dit zijn planten die agressief verspreiden en lokale ecosystemen schade kunnen toebrengen. De onderzoekers merkten op dat wanneer een invasieve bestuiver een invasieve plant bezoekt, er een feedbackloop kan ontstaan die beide soorten helpt sneller te verspreiden, een fenomeen dat bekend staat als 'invasional meltdown'. Hoewel de studie niet bewees dat de bij de enige oorzaak is van de verspreiding van deze planten, suggereert het bewijs sterk dat de bij hun succes faciliteert door hun stuifmeel efficiënt te verplaatsen.

De onderzoekers keken ook naar hoe consistent de diëten van de bijen waren binnen hun eigen nesten. In Europa was de consistentie extreem. Bijen die in dezelfde stad leefden, of zelfs in dezelfde buurt, brachten bijna uitsluitend hetzelfde type stuifmeel van de Japanse pagodaboom mee terug. Dit gold zelfs wanneer de bijen in verschillende omgevingen nestelden, zoals in privé-tuinen of openbare parken, en zelfs wanneer er andere bomen in de buurt beschikbaar waren. In de Verenigde Staten was het dieet van nest tot nest gevarieerder, wat de verschillende planten weerspiegelde die op die specifieke locaties beschikbaar waren. De studie benadrukte ook dat de bijen in Europa een hoog aandeel planten aten die afkomstig waren uit Oost-Azië, dezelfde regio waar de bijen vandaan komen. Dit ondersteunt het idee dat de bij zich vasthoudt aan planten die zij "kent", zelfs wanneer die planten niet inheems zijn in Europa.

Uiteindelijk schetst het artikel een complex beeld van invasie. De reuzenharsbij is geen eenvoudige specialist die slechts één ding eet, noch is het een volledig willekeurige eter. Het is een opportunistische foerageerder die zijn gedrag aanpast aan de beschikbare hulpbronnen. In Europa heeft het een enorme, betrouwbare voedselbron gevonden in de vorm van een wijdverbreide ornamentale boom, wat de bij waarschijnlijk heeft geholpen om zich snel te verspreiden. In Noord-Amerika maakt het gebruik van een breder scala aan hulpbronnen, inclusief andere invasieve planten. De bevindingen suggereren dat menselijke beslissingen over welke bomen we in onze steden planten, echte consequenties hebben voor de fauna en flora. Door grote aantallen niet-inheemse ornamentale soorten te planten, creëren we mogelijk ideale omstandigheden voor invasieve insecten om te gedijen. De onderzoekers concluderen dat het beheren van stedelijke groenvoorzieningen met een focus op diverse inheemse planten, in plaats van massale aanplant van exoten, kan helpen om de verspreiding van invasieve bestuivers te voorkomen en de inheemse bijen en planten die er al zijn te beschermen. Dit werk biedt de eerste wereldwijde blik op wat deze invasieve bij daadwerkelijk eet, waardoor een vage zorg over een indringer wordt omgezet in een helder begrip van de relatie met de planten om hem heen.