(Calliphora vomitoria)
Z niepokojącą nazwą naukową Calliphora vomitoria, pospolita niebieska mucha butelkowa jest prawdopodobnie naszym najbardziej niezwykłym zapylaczem (Rysunek 8.6). Nawet opisanie niebieskiej muchy butelkowej jako „zarządzanego zapylacza” jest naciąganiem definicji tego terminu, ponieważ mucha jest tylko przypadkowym zapylaczem, a praktyki zarządzania nią są minimalne. Jednak dla niektórych operacji hodowli roślin, niebieski butelka mucha jest skuteczna i ważna alternatywa dla zapylania pszczół.
Jako członek Calliphoridae lub rodziny muchy cios, niebieski butelka mucha jest często uważane za uciążliwe. Jego pokrewnych żywności – gnijące mięso i dung-dać owada reputację do rozprzestrzeniania chorób. Jednak te zwyczaje żywieniowe służą również do utrzymania świata w czystości i recyklingu składników odżywczych. Larwalne stadium larwalne muchy wykorzystuje białko zawarte w tych pokarmach do rozwoju. Dorosłe samice much również spożywają niewielkie ilości tych pokarmów jako źródło białka do rozwoju dojrzałych jaj w jajnikach. Podstawowym źródłem paliwa dla aktywności lotniczej u dorosłych much jest jednak cukier – taki jak ten, który znajduje się w nektarze kwiatowym. To właśnie ten wymóg żywieniowy może być wykorzystany do zapylania roślin.
Obecnie wykorzystanie zarządzanych niebieskich much butelkowych zostało ograniczone przede wszystkim do programów hodowli warzyw, szczególnie członków rodziny marchwiowej, w tym marchwi, pasternaku, kopru i selera.
Na około 1⁄2 cala długości (12,7 milimetra), niebieska mucha butelkowa jest nieco większa niż wspólna mucha domowa (Musca domestica). Niebieskie muchy butelkowe mają rzucające się w oczy czerwone oczy i krótkie tępe anteny. Głowa i tułów są koloru szarego, a odwłok jest metalicznie niebieski. Choć mają płaty krótkich włosów pokrywających ich ciało, muchy nie mają żadnych specjalnych struktur zbierających pyłek, ani nie zbierają go aktywnie. Podczas gdy niektóre ziarna pyłku nieumyślnie przyklejają się do nich podczas karmienia nektarem, niebieskie muchy butelkowe nie są zoptymalizowane do przemieszczania pyłku na dużą skalę.
Także w przeciwieństwie do pszczół, muchy nie budują ani nie zapewniają gniazd dla swojego potomstwa. W rezultacie muchy nie mają specjalnego instynktu powrotu do domu i nie będą powracać do określonych kwiatów lub miejsc. Dlatego ich wykorzystanie jako zapylaczy jest ograniczone do klatek, ekranowanych pomieszczeń lub szczelnie zamkniętych szklarni, które uniemożliwiają ucieczkę (rysunek 8.7). Zazwyczaj takie scenariusze zapylania dotyczą specjalistycznych programów hodowlanych wykorzystujących małe partie izolowanych roślin. W takich warunkach pszczoły mogą stać się nadąsane i odmawiać poszukiwania pożywienia lub potrzebować dodatkowych źródeł pokarmu. W warunkach zamkniętych, muchy mogą być preferowane zamiast pszczół z powodu obawy przed użądleniem. Ponadto, w zależności od pory roku, niektóre gatunki pszczół mogą być niedostępne lub mogą wymagać sztucznej inkubacji i manipulacji cyklem życiowym do pojawienia się osobników dorosłych. Z drugiej strony, muchy są łatwo dostępne w profesjonalnych hodowlach przez cały rok. Te hodowane przez owady muchy są bardzo tanie i zazwyczaj hodowane są w warunkach sanitarnych, aby zapobiec rozprzestrzenianiu się chorób zakaźnych. Zakupione muchy są zazwyczaj dostarczane w postaci poczwarek gotowych do pojawienia się, czasami w ogrzewanych skrzynkach transportowych, które działają jak inkubatory (patrz pasek boczny).
Procedury hodowlane dla niebieskich muszek butelkowych są dobrze ugruntowane. Dorosłe populacje są utrzymywane w klatkach z ekranem. Dorosłe osobniki mogą być pozyskiwane od uznanych producentów lub zbierane w środowisku naturalnym. Warunki w pomieszczeniu hodowlanym są zazwyczaj utrzymywane w temperaturze około 78°F (~25°C) i wilgotności względnej od 30 do 40 procent. Dzienny cykl 14 godzin światła i 10 godzin ciemności wydaje się być preferowany.
Dorosłe muchy są zaopatrywane w wodę przez cały czas przez bawełniane rolki dentystyczne, które odprowadzają wodę z zamkniętego zbiornika. Przepis na miód jest również utrzymywany przez cały czas, i jest zmieniany dwa razy w tygodniu w razie potrzeby, aby zapobiec zepsuciu.
Oprócz wody i miodu, dorosłe muchy wymagają dodatkowego źródła pożywienia, aby promować składanie jaj. Receptura stosowana przez USDA-ARS North Central Region Plant Introduction Station (NCRPIS) w Ames, Iowa składa się z 35 mililitrów syropu kukurydzianego zmieszanego z 10 gramami suchego sproszkowanego jaja i 1 łyżeczką alphacelu (produkt z celulozy spożywczej). Składniki te są mieszane w celu utworzenia lepkiej pasty, która jest podawana muchom w szalce Petriego, pokrytej plastikową siatką jako platforma do karmienia. Świeże pożywienie jest dostarczane co tydzień w razie potrzeby.
Dorosłe samice składają jaja na larwalnym źródle pożywienia, zazwyczaj na organach wołowych, takich jak małe kawałki surowej wątroby, o wymiarach około 3 cale x 3 cale (7,6 x 7,6 centymetrów). Aby zapewnić dodatkową powierzchnię do składania jaj, wątroba może być głęboko nacięta nożem. Następnie należy umieścić ją na płytce Petriego i umieścić w klatce zawierającej dorosłe muchy. NCRPIS zaleca umieszczenie tej płytki Petriego w zacienionym lub zakrytym miejscu w klatce hodowlanej, aby jeszcze bardziej zachęcić do składania jaj. Jaja mają nieco ponad jeden milimetr długości, a samica może ich złożyć do 200 w jednym czasie. Czas wylęgania wymaga około jednego dnia w ciepłych temperaturach wewnętrznych.
Po 24 godzinach kawałek wątroby jest usuwany z klatki hodowlanej i przenoszony do drugiej płytki Petriego zawierającej źródło pokarmu dla larw, które jest mniej podatne na psucie. NCRPIS stosuje dietę zawierającą 180 gramów mączki z krwi, 120 gramów suszonych jaj, 120 gramów suszonego mleka, 6 gramów kwasu sorbowego i 6 gramów metyloparabenu. Dwa ostatnie składniki pełnią funkcję konserwantów. Te suche składniki są wstępnie wymieszane i będą produkować około trzech litrów gotowego pokarmu dla larw.
Aby przygotować pokarm dla larw, 54 gramy agaru miesza się z 1,8 litra wody destylowanej i gotuje w mikrofalówce, aż roztwór zmieni kolor na złoty i będzie bulgotać od spodu. Następnie wlewa się go powoli do dużego blendera laboratoryjnego zawierającego 2,25 litra wody destylowanej (która służy jako środek chłodzący). Mieszankę tę miesza się, a następnie dodaje suche składniki. Po dalszym mieszaniu dodaje się 3 mililitry roztworu kwasu propionowego/fosforowego. Ten roztwór kwasu działa jako środek grzybobójczy w produkcie końcowym, ograniczając psucie się produktu podczas żerowania larw. Należy zachować szczególną ostrożność przy obchodzeniu się z tym roztworem i wszystkimi innymi składnikami oraz stosować odpowiedni sprzęt ochronny, taki jak rękawice, okulary i fartuchy.
Po kilku minutach mieszania, rozlewa się to do szalek Petriego, przykrywa czystymi ręcznikami papierowymi i pozostawia do wyschnięcia. Suszenie może trwać do jednej godziny. Po dieta jest stała, i nie pozostaje wilgoć, może być pokryta plastikową torbą i przechowywane w lodówce. Aby roztwór kwasu mógł się połączyć z innymi składnikami, nie należy podawać go larwom przed upływem 24 godzin od przygotowania. Należy go również ogrzać do temperatury pokojowej przed przeniesieniem do klatki hodowlanej.
Przed przygotowaniem należy koniecznie wysterylizować wszystkie naczynia kuchenne, blaty i przybory słabym roztworem wybielacza.
Po około 24 godzinach pojawiają się pierwsze larwy. Larwy te następnie rozwijają się przez trzy stadia rozwojowe, zwane stadiami. Każdy instar oddzielony jest od siebie procesem topnienia. Na tym etapie larwy są białe z czarnymi haczykami gębowymi, które służą do rozdzierania mięsa podczas żerowania. Enzymy są również wydzielane, aby pomóc w rozkładaniu źródeł pożywienia podczas procesu karmienia.
Po wykluciu małe pierwsze instary zaczynają pełzać w poszukiwaniu dodatkowego pożywienia. Podczas tego etapu surowa wątroba jest umieszczana bezpośrednio na wytworzonym źródle pokarmu dla larw w mniejszym naczyniu – po przejściu larw na wytworzony pokarm, oryginalna wątroba może zostać usunięta. W razie potrzeby dostarczany jest dodatkowy pokarm. Zwiędły pokarm należy wyrzucić.
Karmiące larwy utrzymywane są w szczelnie osłoniętych pojemnikach. W poszukiwaniu pożywienia i obszarów poczęcia larwy mogą wspinać się po całym pojemniku, gdzie odkrywają wszelkie potencjalne otwory do ucieczki.
Po tygodniu lub więcej karmienia larwy rozpoczynają poczęcie. W naturze larwy muchy zagrzebują się w glebie i pozostają pokryte twardymi brązowymi kokonami, podczas gdy one rozwijają się w dorosłe osobniki. Poczwarki te mogą pozostawać w stanie uśpienia przez zimę podczas chłodnej pogody; jednakże, w ciepłych warunkach, pojawią się jako dojrzałe dorosłe muchy w ciągu dwóch do trzech tygodni.
W ośrodku hodowlanym, po tygodniu aktywnego karmienia wyprodukowanym pokarmem dla larw, wermikulit jest dodawany do podłogi klatki hodowlanej tworząc warstwę o głębokości około 1 cala (2,54 centymetra). Wówczas rozpocznie się okres wylęgu, gdy larwy zagrzebią się w wermikulicie. Po kolejnych pięciu dniach wermikulit jest schładzany przez 24 godziny w lodówce o temperaturze 40°F (4,4°C). Poczwarki są następnie oddzielane od wermikulitu za pomocą serii tacek z sitem.
Po oddzieleniu od wermikulitu, poczwarki mogą być dodawane bezpośrednio do klatek zapylających w celu pojawienia się w ciągu kilku dni (rysunek 8.9). Pojedyncza samica muchy może złożyć do 2000 jaj w ciągu swojego życia, które trwa zwykle około jednego miesiąca. Stosunek płci tych jaj wynosi zwykle 50:50. Tempo rozwoju i pojawiania się jest bardzo zależne od temperatury, przy czym temperatury od 75° do 80°F (24° do 27°C) powodują szybkie dojrzewanie.
Jeśli czas kwitnienia jest opóźniony lub jeśli dorosłe muchy nie są potrzebne natychmiast, poczwarki mogą być przechowywane przez kilka tygodni w temperaturze 40°F (4,4°C), aby opóźnić pojawienie się. Każdy dzień przechowywania w niskiej temperaturze może opóźnić pojawienie się poczwarek o kilka dni.
Niebieskie muszki butelkowe są szeroko rozpowszechnione w całej Ameryce Północnej; jednakże te procedury hodowlane mogą wymagać modyfikacji w zależności od warunków lokalnych. W szczególności, klimat o niskiej wilgotności może zwiększyć śmiertelność poczwarek w warunkach przechowywania. W takich sytuacjach mogą być wymagane dodatkowe źródła wilgoci, aby zapobiec wysychaniu uśpionych kokonów.
Fly Pollination: A Plant Breeder’s Perspective
Gdy Rob Kane (rysunek 8.8) rozpoczął hodowlę marchwi dla USDA-Agriculture Research Service w Madison w stanie Wisconsin, zapylaczem z wyboru były pszczoły miodne. Ale pojawiły się problemy.
Aby zapobiec zanieczyszczeniu pyłkiem przez dziką marchew lub marchew niewłaściwej odmiany, rośliny uprawiane są w klatkach ekranowanych. „W klatkach pszczoły zawsze wydawały się przygnębione lub głodne” – mówi Rob. „Spędzały dużo czasu na wachlowaniu się, aby się ochłodzić podczas upałów, i tak naprawdę nie pracowały przy kwiatach”. Aby jeszcze bardziej skomplikować sprawę, asystenci Roba bali się, że zostaną użądleni przez pszczoły miodne, więc prace konserwacyjne wewnątrz klatek, takie jak pielenie, były często ignorowane.
A pszczoły były drogie. Pojedyncze gniazdo pszczół (miniaturowy ul), wypożyczone od lokalnego pszczelarza, kosztowało 80 dolarów. Przy dziesiątkach dużych klatek z ekranem, potrzebujących indywidualnych gniazd, koszty szybko rosły.
Wydział Roba miał mały obiekt w piwnicy do hodowli motyli domowych (Musca domestica), które były używane do zapylania w szklarni w miesiącach zimowych. Małe muchy domowe, choć odpowiednie, były również mniej niż idealne – zwłaszcza dla dużych klatek na zewnątrz w lecie, kiedy dużo pyłku musi być szybko przenoszone między roślinami.
Kiedy Rob wypróbował niebieskie muchy butelkowe od zewnętrznego sprzedawcy, był pod wrażeniem. „Widzicie te wszystkie muchy pracujące na tym kwiatku”, mówi Rob wskazując na pojedynczy kwiat marchwi pokryty prawie tuzinem much. „To jest to, co nasiennik chce zobaczyć”. Większe niebieskie muchy butelkowe mają liczne zalety: mają naturalne upodobanie do kwiatów baldaszkowatych, takich jak marchew; nie żądlą; są dostępne na żądanie dzięki wysyłce z dnia na dzień od dostawcy; i są niedrogie. „Myślę, że kiedyś ustaliliśmy koszt na około cztery muchy za grosz,” mówi.
Tak jak inni zapylacze, niebieskie muchy butelkowe mają swoje ograniczenia. „Trzeba je obserwować podczas naprawdę gorącej pogody i dać im trochę wody. Ich żywotność na polu wynosi około 10 dni; potem trzeba je uzupełnić. Zazwyczaj dodajemy tylko około garści tygodniowo do dużych klatek 12 stóp x 12 stóp lub 12 stóp x 24 stopy podczas kwitnienia.” (3,7 metra x 3,7 metra lub 3,7 metra x 7,3 metra) Poza tym, muchy są bezobsługowe, co pozwala Robowi skupić się na jego prawdziwym zadaniu – produkcji lepszej marchwi.
Kontakt Rob Kane
Agricultural Science Research Technician
USDA-ARS Vegetable Crops Research Unit
.