Please use this identifier to cite or link to this item:
Title: Biodiversity of wild bees in Cyprus: Species richness, land use effects and contribution to ecosystem services
Authors: Varnava, Androulla 
Keywords: Wild bees;Cyprus;Wild bee diversity
Advisor: Stavrinides, Menelaos
Issue Date: Dec-2022
Department: Department of Agricultural Sciences, Biotechnology and Food Science
Faculty: Faculty of Geotechnical Sciences and Environmental Management
Abstract: Wild bees are key providers of pollination services. Eighty-seven of the leading global food crops rely on animal pollination, with ca. 35% of global food supply depended on the service. Seminal work by multiple authors documented alarming declines in wild bee species in several parts of the world, with climate change and land use change, including intensive agriculture, emerging as key drivers of species declines. The goals of the current Dissertation were to evaluate wild bee diversity in Cyprus, investigate the effect of land use on species richness using historical and contemporary data, and document the contribution of specific species to pollination services. In Chapter 2 the first modern checklist of the wild bees of Cyprus was created, based on a compilation of previous publications, museum specimens and recent collections. Overall, 369 verified bee species have been recorded on the island, with eleven species reported from Cyprus for the first time. The island hosts all six of the globally widespread bee families, with Apidae represented by 110 species, Megachilidae with 91, Andrenidae with 76, Halictidae with 72, Colletidae with 19, and Melittidae with 1. Twenty-one of the recorded bee species are endemic (i.e., 5.7 % endemism rate) and Cyprus ranks third after Lesvos and Sicily in known bee species richness among the Mediterranean islands. In Chapter 3 we relied on a unique data set collected by the bee taxonomist George Mavromoustakis covering a 30-year period beginning 100 years ago, and recent biweekly samplings over two years to analyze changes in species richness. We focused on two areas with contrasting land use patterns: Cherkes Chiftlik - Asomatos (CC_Asomatos) with a mainly agricultural and Akrotiri with a mainly seminatural land use profile. Changes in landscape use categories were mild and relatively similar in the two areas, with urban development more scattered in CC_Asomatos. In addition, CC_Asomatos experienced drastic changes in land use intensity, with an increase in the use of high-input agricultural methods, including synthetic insecticides, beginning with DDT from around 1945. We detected a substantial species turnover, with 43 species collected only in historical samples, 77 only in recent samples, while 42 persisted in both periods. Mavromoustakis reported 50 species from Akrotiri and 80 from CC_Asomatos, out of which 26 were common. We collected 110 species from Akrotiri, and 68 from CC_Asomatos with 53 common. There was a statistically significant difference in the frequency of species extinctions, with CC_Asomatos loosing species at twice the rate of Akrotiri, at ca. 75 and 35% respectively. The richness of plants visited by bees was higher in Akrotiri, with a significant relationship between plant species richness and bee species richness. We hypothesize that the main drivers for species extinctions are the intensive use of synthetic pesticides, and the loss of habitat and floral diversity because of the expansion of agriculture and urban development. Thirteen species new to Cyprus, as well as three species new to science are reported as part of the current work. Chapter 4 assessed the diversity of wild bees and other pollinators relying on carob flowers, as well as the contribution of animal pollination to carob production. Carob flowers were subjected to two treatments: Open pollination, where inflorescences were left untreated, and wind pollination, where inflorescences were bagged in a mesh during blooming. Weekly observations during blooming showed that Apis mellifera was the most frequent floral visitor followed by wild bees and wasps. Carob flowers were visited by at least 10 different wild bee species. Open-pollinated flowers produced significantly more pods, with the benefit ranging from 4 to 20 times higher production, depending on the region. Open pollination led to pods with greater weight, length and number of seeds compared to pods derived from wind pollination. The results of the study highlight the importance of animal pollination to carob production, as well as the significance of carob trees to wild bee conservation. The findings of the current dissertation highlight the importance of historical data in understanding bee diversity and the need for establishing a long-term monitoring program and conservation actions for the bee species of Cyprus.
Description: Οι άγριες μέλισσες είναι βασικοί πάροχοι υπηρεσιών επικονίασης. Ογδόντα επτά από τις κύριες παγκόσμιες καλλιέργειες τροφίμων βασίζονται στην επικονίαση από ζώα, με περίπου το 35% της παγκόσμιας προσφοράς τροφίμων να στηρίζεται σε ζωικούς επικονιαστές. Έρευνες πολλών επιστημόνων κατέγραψαν ανησυχητικές μειώσεις των ειδών άγριων μελισσών σε πολλά μέρη του κόσμου, με την κλιματική αλλαγή και τη χρήση της γης, συμπεριλαμβανομένης της εντατικής γεωργίας, να αναδεικνύονται ως βασικοί λόγοι της μείωσης των ειδών. Οι στόχοι της παρούσας διατριβής ήταν να αποτιμηθεί η βιοποικιλότητα επικονιαστών στην Κύπρο, να ερευνηθεί η επίδραση του τύπου χρήσης γης στον πλούτο των ειδών χρησιμοποιώντας ιστορικά και πρόσφατα δεδομένα και να καταγραφεί η συνεισφορά συγκεκριμένων ειδών μελισσών στην επικοινίαση σημαντικών καλλιεργειών. Στο Κεφάλαιο 2 δημιουργήθηκε η πρώτη σύγχρονη λίστα των ειδών άγριων μελισσών της Κύπρου, βασισμένη σε προηγούμενες σχετικές δημοσιεύσεις, δείγματα από μουσεία και πρόσφατες συλλογές από το πεδίο. Συνολικά, 369 επαληθευμένα είδη μελισσών έχουν καταγραφεί στο νησί, με έντεκα είδη να αναφέρονται για πρώτη φορά στην Κύπρο. Το νησί φιλοξενεί και τις έξι από τις παγκοσμίως διαδεδομένες οικογένειες μελισσών, με την Apidae να εκπροσωπείται από 110 είδη, τη Megachilidae με 91, την Andrenidae με 76, τη Halictidae με 72, την Colletidae με 19 και τη Melittidae με 1 είδος. Είκοσι ένα από τα καταγεγραμμένα είδη είναι ενδημικά (ποσοστό ενδημισμού 5,7%) και η Κύπρος κατατάσσεται τρίτη μετά τη Λέσβο και τη Σικελία σε γνωστό πλούτο ειδών μελισσών μεταξύ των νησιών της Μεσογείου. Στο Κεφάλαιο 3 αναλύσαμε ιστορικές αλλαγές στον πλούτο των ειδών χρησιμοποιώντας ως βάση ένα μοναδικό σύνολο δεδομένων που συνέλεξε ο ταξινομιστής μελισσών Γεώργιος Μαυρομουστάκης, με έναρξη των δειγματοληψιών πριν ένα αιώνα και διάρκεια 30 ετών. Εστιάσαμε σε δύο περιοχές με δύο διαφορετικούς τύπους χρήσης γης: στην περιοχή Τσερκέζ Τσιφτλίκ - Ασώματος όπου το τοπίο χαρακτηρίζεται ως κυρίως αγροτικό και στην περιοχή Ακρωτηρίου με κυρίως ημιφυσικό τοπίο. Έγιναν συλλογές μελισσών και στις δύο περιοχές ανά δύο εβδομάδες για περίοδο δύο ετών. Οι αλλαγές στις χρήσεις γης ήταν ελάχιστες μεταξύ της ιστορικής και της σημερινής περιόδου. Ωστόσο, η περιοχή Τσερκέζ Τσιφτλίκ - Ασώματος γνώρισε δραστικές αλλαγές, με αύξηση της χρήσης εντατικών γεωργικών μεθόδων, ιδιαίτερα συνθετικών εντομοκτόνων, συμπεριλαμβανομένου του DDT, περίπου από το 1945 και έπειτα. Επιπρόσθετα, η περιοχή Τσερκέζ Τσιφτλίκ – Ασώματος έχει διάσπαρτη οικιστική ανάπτυξη σε σχέση με το Ακρωτήρι όπου η ανάπτυξη είναι πιο συγκεντρωμένη. Εντοπίσαμε σημαντικές αλλαγές στη σύνθεση των ειδών, με 43 είδη να έχουν αναφερθεί μόνο στα ιστορικά δείγματα, 77 μόνο στα πρόσφατα δείγματα, ενώ 42 εντοπίστηκαν και στις δύο περιόδους. Ο Μαυρομουστάκης ανέφερε 50 είδη από το Ακρωτήρι και 80 από την περιοχή Τσερκέζ Τσιφτλίκ - Ασώματος, από τα οποία τα 26 ήταν κοινά και στις δύο περιοχές. Στις πρόσφατες δειγματοληψίες συγκεντρώσαμε 110 είδη από το Ακρωτήρι και 68 από την περιοχή Τσερκέζ Τσιφτλίκ - Ασώματος, περιλαμβανομένων 53 κοινών ειδών. Η διαφορά στη συχνότητα εξαφανίσεων ειδών ήταν στατιστικά σημαντική, με την περιοχή Τσερκέζ Τσιφτλίκ - Ασώματος να χάνει είδη με διπλάσιο ρυθμό από το Ακρωτήρι, περίπου στο 75 και 35% αντίστοιχα. Ο πλούτος των ειδών φυτών από τα οποία συλλέχθηκαν μέλισσες ήταν υψηλότερος στο Ακρωτήρι, με στατιστικά σημαντική σχέση μεταξύ του φυτικού πλούτου και του πλούτου των μελισσών. Υποθέτουμε ότι οι κύριοι παράγοντες για την εξαφάνιση των ειδών είναι η εντατική χρήση συνθετικών γεωργικών φαρμάκων και η απώλεια κατάλληλων οικοτόπων και φυτικών ειδών λόγω της εφαρμογής εντατικών γεωργικών μεθόδων και οικιστικής ανάπτυξης. Ως αποτέλεσμα της εργασίας, αναφέρονται δεκατρία νέα είδη μελισσών στην Κύπρο, καθώς και τρία νέα είδη για την επιστήμη. Το Κεφάλαιο 4 αξιολόγησε την ποικιλότητα των άγριων μελισσών και άλλων επικονιαστών που βασίζονται στα άνθη της χαρουπιάς, καθώς και τη συμβολή της ζωικής επικοινίασης στην παραγωγή χαρουπιών. Τα άνθη χαρουπιών υποβλήθηκαν σε δύο μεταχειρίσεις: Ανοιχτή επικονίαση, όπου οι ταξιανθίες έμειναν ως είχαν, και κλειστή επικονίαση, όπου οι ταξιανθίες εγκλωβίστηκαν σε δίχτυ κατά τη διάρκεια της ανθοφορίας. Οι εβδομαδιαίες παρατηρήσεις κατά τη διάρκεια της ανθοφορίας έδειξαν ότι το Apis mellifera ήταν ο πιο συχνός επισκέπτης των λουλουδιών ακολουθούμενη από είδη άγριων μελισσών και σφηκών. Τα άνθη χαρουπιών επισκέφθηκαν τουλάχιστον 10 διαφορετικά είδη άγριων μελισσών. Τα άνθη με ανοιχτή επικονίαση παρήγαγαν σημαντικά περισσότερους καρπούς, με το όφελος να κυμαίνεται από 4 έως 20 φορές υψηλότερη παραγωγή, ανάλογα με την περιοχή. Η ανοιχτή επικονίαση οδήγησε σε καρπούς με μεγαλύτερο βάρος, μήκος και αριθμό σπόρων σε σύγκριση με τους καρπούς που προέρχονταν από την κλειστή επικονίαση. Τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης υπογραμμίζουν τη σημασία της ζωικής επικοινίασης για την παραγωγή χαρουπιών, καθώς και τη σημασία των χαρουπιών για τη διατήρηση των άγριων μελισσών. Τα ευρήματά της παρουσάς διατριβής αναδεικνύουν τη σημασία τόσο των ιστορικών δεδομένων, όσο και σύγχρονων δειγματοληψιών για την κατανόηση της ποικιλότητας των μελισσών και την ανάγκη θέσπισης ενός μακροπρόθεσμου προγράμματος παρακολούθησης και δράσεων διατήρησης για τα είδη των αγρίων μελισσών της Κύπρου.
Rights: Απαγορεύεται η δημοσίευση ή αναπαραγωγή, ηλεκτρονική ή άλλη χωρίς τη γραπτή συγκατάθεση του δημιουργού και κάτοχου των πνευματικών δικαιωμάτων.
Type: PhD Thesis
Affiliation: Cyprus University of Technology 
Appears in Collections:Διδακτορικές Διατριβές/ PhD Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat
Abstract.pdfAbstract263.42 kBAdobe PDFView/Open
Androulla Varnava Doctoral Dissertation.pdfFulltext3.82 MBAdobe PDFEmbargoed until December 23, 2025    Request a copy
CORE Recommender
Show full item record

Page view(s) 20

Last Week
Last month
checked on Dec 7, 2023

Download(s) 20

checked on Dec 7, 2023

Google ScholarTM


Items in KTISIS are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.