(Calliphora vomitoria)
Yleinen sininen pullokärpänen, jonka hämmentävä tieteellinen nimi on Calliphora vomitoria, on ehkä epätavallisin hallittu pölyttäjämme (kuva 8.6). Jo sinisen pullokärpäsen kuvaaminen ”hallituksi pölyttäjäksi” on termin määritelmän venyttämistä, sillä kärpänen on vain satunnainen pölyttäjä, ja sen hoitokäytännöt ovat vähäisiä. Silti tietyissä kasvinjalostustoiminnoissa sininen pullokärpänen on tehokas ja tärkeä vaihtoehto mehiläispölytykselle.
Sininen pullokärpänen kuuluu Calliphoridae-heimoon eli puhalluskärpästen heimoon, ja sitä pidetään usein haittaeläimenä. Sen liitännäiselintarvikkeet – mätänevä liha ja lanta – antavat hyönteiselle maineen tautien levittäjänä. Nämä ravintotottumukset auttavat kuitenkin myös pitämään maailman puhtaana ja kierrättämään ravinteita. Kärpäsen toukkavaiheessa oleva toukka käyttää näiden ruokien sisältämää proteiinia kehitykseen. Aikuiset naaraskärpäset kuluttavat myös pienen määrän näitä elintarvikkeita proteiinilähteenä kypsien munien kehittymistä varten munasarjoissaan. Aikuisten kärpästen lentotoiminnan ensisijainen polttoainelähde on kuitenkin sokeri, jollaista on esimerkiksi kukkanektarissa. Juuri tämä ravintovaatimus voidaan valjastaa hallittuun kasvipölytykseen.
Tällä hetkellä hallittujen sinisten pullokärpästen käyttö on rajoittunut pääasiassa vihannesten jalostusohjelmiin, erityisesti porkkana-heimon jäseniin, kuten porkkanaan, palsternakkaan, tilliin ja selleriin.
Sininen pullokärpänen on noin 12,7 millimetrin pituinen, ja se on hiukan kookkaampi kuin tavallinen kotikärpänen (Musca domestica). Sinisillä pullokärpäsillä on silmiinpistävät punaiset silmät ja lyhyet tylpät antennit. Pää ja rintakehä ovat epämääräisen harmaat, ja vatsa on metallisen sininen. Vaikka niiden vartaloa peittävät lyhyet karvapeitteet, kärpäsillä ei ole erityisiä siitepölynkeräysrakenteita, eivätkä ne kerää siitepölyä aktiivisesti. Vaikka osa siitepölynjyvistä tarttuu niihin tahattomasti, kun ne syövät nektaria, sinipullokärpäset eivät ole optimoituja laajamittaiseen siitepölyn siirtelyyn.
Mehiläisistä poiketen kärpäset eivät myöskään rakenna tai tarjoa pesiä jälkeläisilleen. Tämän vuoksi kärpäsillä ei ole erityistä kotiutumisvaistoa, eivätkä ne palaa tiettyihin kukkiin tai paikkoihin. Niiden käyttö hallittuina pölyttäjinä rajoittuu siksi häkkeihin, suojattuihin huoneisiin tai suljettuihin kasvihuoneisiin, jotka estävät karkaamisen (kuva 8.7). Tyypillisesti näihin pölytystilanteisiin liittyy erikoistuneita jalostusohjelmia, joissa käytetään pieniä eriä eristettyjä kasveja. Tällaisissa eristämistilanteissa mehiläiset voivat muuttua ärtyisiksi ja kieltäytyä etsimästä ruokaa tai tarvita täydentäviä ravinnonlähteitä. Suljetuissa tiloissa kärpäset voivat myös olla mehiläisiä parempia pistoihin liittyvien huolenaiheiden vuoksi. Lisäksi vuodenajasta riippuen tiettyjä mehiläislajeja ei ehkä ole saatavilla tai ne saattavat vaatia keinotekoista hautomista ja elinkaaren manipulointia aikuisten syntymistä varten. Kärpäsiä sen sijaan on helposti saatavilla ammattimaisista kasvatuslaitoksista ympäri vuoden. Nämä hyönteiskasvatetut kärpäset ovat hyvin edullisia, ja ne kasvatetaan yleensä hygieenisissä olosuhteissa tartuntatautien leviämisen estämiseksi. Ostetut kärpäset toimitetaan tavallisesti poikasina valmiina poikasiksi, joskus lämmitetyissä kuljetuslaatikoissa, jotka toimivat hautomoina (ks. sivupalkki).
Sinipullokärpästen kasvatusmenetelmät ovat vakiintuneet. Vangittuja aikuispopulaatioita ylläpidetään suojatuissa häkeissä. Nämä aikuiset voidaan hankkia joko vakiintuneilta tuottajilta tai kerätä luonnosta. Kasvatushuoneen olosuhteet pidetään yleensä noin 25 °C:ssa (78 °F) ja 30-40 prosentin suhteellisessa kosteudessa. Vuorokausirytmi, jossa on 14 tuntia valoa ja 10 tuntia pimeää, vaikuttaa suositeltavimmalta.
Aikuisille kärpäsille tarjotaan jatkuvasti vettä puuvillaisten hammasrullien kautta, jotka imevät vettä suljetusta säiliöstä. Hunajaa pidetään myös koko ajan saatavilla, ja se vaihdetaan tarvittaessa kaksi kertaa viikossa pilaantumisen estämiseksi.
Veden ja hunajan lisäksi aikuiset kärpäset tarvitsevat lisäruokaa muninnan edistämiseksi. USDA-ARS North Central Region Plant Introduction Stationin (NCRPIS) Amesissa, Iowassa käyttämä resepti koostuu 35 millilitrasta maissisiirappia, johon on sekoitettu 10 grammaa kuivaa kananmunajauhetta ja 1 teelusikallinen alfacelia (elintarvikelaatuinen selluloosatuote). Nämä ainesosat sekoitetaan tahmeaksi tahnaksi, joka annetaan kärpäsille petrimaljassa, joka on peitetty muoviverkkoseulalla ruokinta-alustaksi. Tuoretta ruokaa annetaan tarvittaessa viikoittain.
Aikuiset naaraat munivat toukkien ravinnonlähteeseen, joka on tyypillisesti naudanlihan elimiä, kuten pieniä paloja raakaa maksaa, noin 7,6 x 7,6 senttimetriä (3 tuumaa x 3 tuumaa). Jotta munintapinta-alaa saataisiin lisää, maksa voidaan viiltää syvälle veitsellä. Sitten se asetetaan petrimaljaan ja aikuisia kärpäsiä sisältävään häkkiin. NCRPIS suosittelee, että tämä petrimalja sijoitetaan kasvatushäkissä varjostetulle tai katetulle alueelle muninnan edistämiseksi. Munat ovat hieman yli millimetrin pituisia, ja naaras voi munia kerralla jopa 200 munaa. Kuoriutumisaika kestää lämpimissä sisälämpötiloissa noin yhden vuorokauden.
Vuorokauden kuluttua maksapala poistetaan kasvatushäkistä ja siirretään toiseen petrimaljaan, joka sisältää toukkien ravinnonlähdettä, joka on vähemmän altis pilaantumiselle. NCRPIS käyttää ruokavaliota, joka sisältää 180 grammaa verijauhoa, 120 grammaa kuivattua kananmunaa, 120 grammaa kuivattua maitoa, 6 grammaa sorbiinihappoa ja 6 grammaa metyyliparabeenia. Kaksi viimeistä ainesosaa toimivat säilöntäaineina. Nämä kuivat ainesosat ovat valmiiksi sekoitettuja, ja niistä saadaan noin kolme litraa valmista toukkarehua.
Toukkarehun valmistamiseksi 54 grammaa agaria sekoitetaan 1,8 litraan tislattua vettä ja keitetään mikroaaltouunissa, kunnes liuos muuttuu kullanväriseksi ja kuplii pohjasta. Tämä kaadetaan sitten hitaasti suureen laboratoriosekoittimeen, jossa on 2,25 litraa tislattua vettä (joka toimii jäähdytysaineena). Tämä seos sekoitetaan keskenään ja sitten lisätään kuivat aineet. Sekoittamisen jälkeen lisätään 3 millilitraa propioni-/fosforihappoliuosta. Tämä happoliuos toimii sienitautien torjunta-aineena lopputuotteessa ja vähentää pilaantumista toukkien ruokinnan aikana. Tätä ja kaikkia muita ainesosia käsiteltäessä on noudatettava äärimmäistä varovaisuutta, ja on käytettävä asianmukaisia suojavarusteita, kuten käsineitä, suojalaseja ja esiliinoja.
Muutaman minuutin sekoittamisen jälkeen tämä kaadetaan Petri-maljoihin, peitetään puhtailla paperipyyhkeillä ja annetaan kuivua. Kuivuminen voi kestää jopa tunnin. Kun ruokavalio on kiinteää eikä kosteutta ole jäljellä, se voidaan peittää muovipussilla ja säilyttää jääkaapissa. Jotta happoliuos ehtii yhdistyä muihin ainesosiin, sitä ei saa syöttää toukille ennen kuin 24 tuntia on kulunut valmistuksesta. Se on myös lämmitettävä huoneenlämpöiseksi ennen kuin se siirretään kasvatushäkkiin.
Ennen valmistusta on tärkeää, että kaikki keittoastiat, työtasot ja välineet steriloidaan heikolla valkaisuaineliuoksella.
Noin 24 tunnin kuluttua ensimmäiset toukat ilmestyvät. Nämä toukat kehittyvät sitten kolmen kasvuvaiheen kautta, joita kutsutaan astioiksi. Kukin vaihe on erotettu toisistaan molting-tapahtumalla. Tässä vaiheessa toukat ovat valkoisia ja niillä on mustat suukoukut, joita käytetään lihan repimiseen ruokailun aikana. Lisäksi erittyy entsyymejä, jotka auttavat hajottamaan ravinnonlähteitä ruokailun aikana.
Kuoriuduttuaan pienet ensimmäiset toukat alkavat ryömiä etsiessään lisäravintoa. Tässä vaiheessa raakamaksa asetetaan suoraan valmistetun toukkien ruoanlähteen päälle pienempään astiaan – toukkien siirryttyä valmistettuun ruokaan alkuperäinen maksa voidaan poistaa. Valmistettua lisäruokaa annetaan tarpeen mukaan. Homeinen ruoka on hävitettävä.
Syötävät toukat pidetään tiiviisti seulotuissa astioissa. Etsiessään ruokaa ja nukkeutumisalueita toukat saattavat kiivetä koko säiliön läpi, jolloin ne löytävät mahdolliset pakoaukot.
Viikon tai pidemmän ruokailun jälkeen toukat aloittavat nukkeutumisen. Luonnossa kärpäsentoukat kaivautuvat maaperään ja pysyvät sitkeiden ruskeiden koteloiden peitossa kehittyessään aikuisiksi. Viileällä säällä nämä nuket voivat pysyä horroksessa talven yli, mutta lämpimissä olosuhteissa ne kehittyvät kypsiksi aikuisiksi kärpäsiksi kahdessa tai kolmessa viikossa.
Kasvatuslaitoksessa valmistetulla toukkaravinnolla tapahtuneen viikon aktiivisen ruokinnan jälkeen kasvatushäkin lattialle lisätään vermikuliittia, joka muodostaa noin 2,54 senttimetriä syvän kerroksen. Tämän jälkeen poikastuotanto alkaa, kun toukat kaivautuvat vermikuliittiin. Viiden päivän kuluttua vermikuliitti jäähdytetään 24 tunnin ajan 4,4 °C:n (40 °F) jääkaapissa. Tämän jälkeen poikaset erotetaan vermikuliitista seulottujen lokeroiden avulla.
Tupet voidaan vermikuliitista irrottauduttaessa lisätä suoraan pölytyshäkkeihin, jotta ne voivat nousta esiin muutaman päivän kuluessa (kuva 8.9) Yksittäinen naaraskärpänen voi munia jopa 2000 munaa elinaikanaan, joka on tyypillisesti noin kuukausi. Näiden munien sukupuolisuhde on yleensä 50:50. Kehittymisnopeus ja ulostulo ovat hyvin riippuvaisia lämpötilasta, ja 24-27 °C:n (75-80 °F) lämpötiloissa kypsyminen on nopeaa.
Jos kukinta-aika viivästyy tai jos aikuisia kärpäsiä ei tarvita välittömästi, poikasia voidaan säilyttää useita viikkoja 40 °F:n (4,4 °C:n) lämpötilassa ulostulon viivästyttämiseksi. Jokaista kylmävarastointipäivää kohden poikasen syntyminen voi viivästyä useita päiviä.
Sinipullokärpäset ovat laajalti levinneet koko Pohjois-Amerikassa; näitä kasvatusmenetelmiä voidaan kuitenkin joutua muuttamaan paikallisista olosuhteista riippuen. Erityisesti alhaisen ilmankosteuden ilmasto voi lisätä poikasten kuolleisuutta varastointiolosuhteissa. Näissä tilanteissa saatetaan tarvita ylimääräisiä kosteuslähteitä lepotilassa olevien koteloiden kuivumisen estämiseksi.
Kärpästen pölytys: A Plant Breeder’s Perspective
Kun Rob Kane (kuva 8.8) aloitti porkkanoiden jalostuksen USDA-Agriculture Research Service -laitokselle Madisonissa, Wisconsinissa, hunajamehiläiset olivat valittu pölyttäjä. Mutta ongelmia ilmeni.
Villiporkkanoiden tai väärän lajikkeen porkkanoiden aiheuttaman siitepölykontaminaation estämiseksi kasvit kasvatetaan suojatuissa häkeissä. ”Mehiläiset näyttivät aina masentuneilta tai nälkäisiltä häkeissä”, Rob kertoo. ”Ne viettivät paljon aikaa tuulettumalla pitääkseen itsensä viileänä kuumalla säällä, eivätkä ne oikein työstäneet kukkia.” Asiaa mutkisti entisestään se, että Robin kenttäavustajat pelkäsivät mehiläisten pistävän heitä, joten häkkien sisällä tehtävät huoltotoimenpiteet – kuten rikkaruohojen kitkeminen – jätettiin usein huomiotta.
Ja mehiläiset olivat kalliita. Paikalliselta mehiläishoitajalta vuokrattu yksittäinen hunajamehiläispesä (miniatyyrikokoinen mehiläispesä) maksoi 80 dollaria. Kymmeniä suuria suojattuja häkkejä, joihin tarvittiin yksittäisiä nukeja, joten kustannukset nousivat nopeasti.
Robin osastolla oli pieni kellaritila, jossa kasvatettiin kotikärpäsiä (Musca domestica), joita käytettiin kasvihuoneen pölytykseen talvikuukausina. Pienet huonekärpäset, vaikka ne olivatkin riittäviä, eivät myöskään olleet ihanteellisia – varsinkaan kesäisin suuriin ulkohäkkeihin, jolloin paljon siitepölyä on siirrettävä nopeasti kasvien välillä.
Kun Rob kokeili ulkopuoliselta myyjältä saatuja sinisiä pullokärpäsiä, hän oli vaikuttunut. ”Näetkö kaikki nuo kärpäset, jotka työskentelevät tuon kukan parissa”, Rob sanoo osoittaen yhtä porkkanankukkaa, joka oli lähes tusinan kärpäsen peitossa. ”Juuri tuollaista siemenviljelijä haluaa nähdä.” Suuremmilla sinisillä pullokärpässienillä on monia etuja: niillä on luontainen mieltymys porkkanan kaltaisiin sateenvarjomaisiin kukkiin, ne eivät kirvele, niitä on saatavana tilauksesta toimittajalta yön yli ja ne ovat edullisia. ”Luulen, että laskimme kerran kustannuksiksi noin neljä kärpästä penniäkään kohden”, hän sanoo.
Kuten muillakin pölyttäjillä, sinisillä pullokärpäsillä on rajoituksensa. ”Niitä pitää tarkkailla todella kuumalla säällä ja antaa niille vähän vettä. Niiden elinikä pellolla on noin 10 päivää; sitten niitä on täydennettävä. Lisäämme yleensä vain kourallisen viikossa suuriin 12 jalkaa x 12 jalkaa tai 12 jalkaa x 24 jalkaa oleviin häkkeihin kukinnan aikana.” (3,7 metriä x 3,7 metriä tai 3,7 metriä x 7,3 metriä) Tämän lisäksi kärpäset ovat huoltovapaita, joten Rob voi keskittyä varsinaiseen tehtäväänsä – parempien porkkanoiden tuottamiseen.
Yhteydenotot Rob Kane
Agricultural Science Research Technician
USDA-ARS:n vihanneskasvien tutkimusyksikkö