Kaffeininficeret plantenektar hjælper honningbier med at finde den rigtige blomst.
At lægemidler, der er favoriseret af mennesker, også kan påvirke andre dyr er ikke det nyeste af nyhederne. Vi har set det før. Dopede edderkopper drejer skøre baner. Angstemedicin forvandler fisk til hensynsløs, overstadigt spisende ensomme. Og nu har forskere fundet, at koffein, som så mange af os er afhængig af for at vække vores trætte hjerner, også påvirker hjerne fra honningbier. En anden fejl på narkotikahistorie at tilføje til annalterne. Men hvad der gør denne sag anderledes er, at vi ikke en gang doserer de fattige væsener. Denne gang er medicin-pushere planter. Ja, lumske planter blander koffein i den sukkerholdige nektar, de tilbyder bier. Og underligt nok kan denne ordning være til gavn for både plante og pollinator.
Med populariteten af kemikalier som koffein, nikotin og teobromin (som hjælper med at gøre chokolade uimodståelig for os, men også giftig for vores kæledyr) er det let at glemme, at stoffer med planteagtig oprindelse ikke er der til vores fornøjelse. De findes for at beskytte planter mod at blive spist af sultne planteetere. De er bitre og giftige og undgås således generelt af dyr. I lave nok doser er disse samme forbindelser imidlertid timers farmakologisk sjov for vores egen art. Alligevel er fordelene ved koffeinbrummen mere af en lykkelig ulykke end en evolutionær tilpasning, ikke? Måske ikke, ifølge den nye undersøgelse, der blev offentliggjort i sidste uge i Science.
Populær plante. Billede: aussiegall.
Efter en hypotese om, at koffein faktisk kan hjælpe bier, der foder til mad mere effektivt, testede en gruppe af britiske forskere, hvordan kemikaliet påvirker biens evne til at lære og huske, at en blomsterduft vil føre dem til en sød belønning (ligesom de ville i naturen for at få plante nektar). Mens hver "nektar" -kog fra laboratoriet tilbød den samme mængde sukker, varierede koffeinindholdet fra nul til niveauer, der svarer til niveauet for instant kaffe. At blive hoppet op på koffein havde kun en lille effekt på bienes læringskurve, men det var et enormt løft for hukommelsen. Efter 24 timers tid var bier tre gange så sandsynlige at huske blomsterdufter parret med sukker og koffein end decaf-versionerne. Selv efter 72 timer var tendensen vedvarende, hvor to gange bier huskede den buzz-inducerende nektar sammenlignet med den kun sukkerversion. Husk, at højere niveauer af koffein ikke førte til fordele med højere niveauer af sukker. Faktisk gjorde du blot at hæve sukkerniveauerne i belønningen uden at tilføje koffein noget for at forbedre langtidshukommelsen. Sukker er det, bierne søger efter, men de er mere tilbøjelige til at huske, hvilken blomst gav den velsmagende godbit, når den serveres med et strejf koffein.
Alt dette er godt for bierne, men endnu bedre for planterne, der skal konkurrere med andre nektarudbydere om deres andel af pollineringsmarkedet. To slægter af koffeinproducerende planter diskuteret i undersøgelsen - Coffea og Citrus - Brug duftende blomster til at tiltrække pollinatorer. Begge drager fordel af øget frugt- og frøproduktion, når de bestøves af bier, så det er virkelig i deres bedste interesse at holde disse kunder tilbage. At fremstille et kvalitetsprodukt af sød nektar er en del af markedsføringsstrategien, men hvis bier glemmer blomsterkilden til deres måltid, er planerne mindre tilbøjelige til at få gentagne forretninger. Tilsætning af lidt koffein forekommer det som om det forøger forbrugerens mærkegenkendelse ved at forbedre deres hukommelsesdannelse.
Ud over at dumme bier, målte forskerne også koffeinindhold i nektar af de ovennævnte planter. Mens nogle arter var mere koffeinholdige end andre, var medianiveauet lige i området blandt dem, der blev fundet for at forbedre hukommelsen hos bier.
Blomster og koffein, en vindende kombination. Billede: Brett Monroe.
Men koffein er stadig et toksin, og derfor er der grænser for dets anvendelighed som tilsætningsstof til vildmarken. Undersøgelsen fandt, at når koncentrationer af koffein i sukkeropløsningerne overskred 1 mM, mistede bier deres begejstring for den lab-fremstillede cocktail. Medmindre du er kemiker, betyder 1mM sandsynligvis ikke meget. * Lad os prøve at gøre dette nummer lidt mindre abstrakt som sammenligning. Mens forskere tilføjede så meget som 100 mM koffein til nogle partier lab-nektar, blev niveauerne målt i den naturligt forekommende nektar af Coffea og Citrus gik aldrig over 0,3 mM (eller 0,058 mg / ml), stadig langt under det punkt, hvor bier begynder at blive kræsen. Derudover Coffea planter pakker langt mere koffein i andre dele af deres anatomi. Det har vist sig, at blade og frø har koffeinindhold så højt som 24 mg / ml. Efter mine beregninger er det over 400 gange mængden af den travleste naturligt forekommende nektar.
Den dramatiske forskel mellem koffeinindhold i nektar og i andre dele af planten antyder, at planter kan bruge kemikaliet til mere end et formål. Ved høje doser er det et fremragende skadedyrsafvisende middel for de regioner, der er i fare for at blive fortært. Men i de mindre mængder, der distribueres til nektar, tilskynder dets sindsændrende egenskaber til fortsat protektion af mere ønskelige dyr, såsom honningbier.
Hvad undersøgelsen ikke vedrørte, er, om koffein muligvis kan gøre mere for biernes hjerner end at forbedre hukommelsesdannelsen.Foretrækker insekterne blomster, der giver dem ikke kun mad, men også stimulerende stoffer? Forlader koffeinholdige nektarer dem følelse af træg og irritabel? At vurdere muligheden for koffeinafhængighed hos bier ville kræve test, hvis de stadig tyngdes til koffeinholdige planter, selv til deres egen skade. Noget som at risikere rovdyr eller stå i kø og afskalde 4 dollars for en venti koffeinfri nektar.
* Og hvis du bare er en bortfalder kemiker, så er fordelingen: mM = millimolaritet, præfikset milli (m) = 1/1000, molaritet (M) = mol / liter. Så dybest set vendte bier næsen op ved sukkeropløsninger indeholdende mere 0,001 mol koffein pr. Liter. Er du ikke glad for, at du tog dig tid til at læse dette?