Frontiers in Bee Science: Жара мешает шмелям полноценно размножаться

В результате климатического кризиса глобальное потепление приводит к повышению температуры по всему миру, и шмели, как и люди, с трудом справляются с жарой в своих жилищах, причем у них-то кондиционеров точно нет. Без вариантов, что называется.

В новой статье, опубликованной в журнале Frontiers in Bee Science, ученые называют растущую жару потенциальным виновником сокращения популяций шмелей по всему миру, поскольку она подрывает их способность строить пригодные для жизни гнезда, в которых могут развиваться здоровые личинки.

Сокращение популяций и ареалов нескольких видов шмелей можно объяснить перегревом гнезд и расплода, — говорит доктор Питер Кеван из Университета Гэлфа (Канада), ведущий автор статьи.

Ограничения на выживание шмелиного выводка указывают на то, что тепло, скорее всего, является основным фактором, причем нагрев гнезда выше 35 градусов Цельсия приводит к летальному исходу, несмотря на удивительную способность шмелей к терморегуляции.

Укус в сказке

В мире существует множество видов шмелей, обитающих в самых разных условиях. Сокращение численности многих из них связано с изменением климата, но выявить причинный фактор оказалось непросто. Однако, изучив литературу, Кеван и его коллеги выявили важнейшую общую черту между этими видами, независимо от географического ареала обитания: оптимальная температура в их гнездах — 28-32 градуса Цельсия.

Мы можем предположить, что это сходство отражает эволюционное родство различных видов, — говорит Кеван.

Поскольку эта характеристика является общей для стольких видов, она может ограничивать эволюционную пластичность, а значит, шмелям будет сложно адаптироваться к повышению температуры, и они будут стараться оставаться в пределах своей тепловой нейтральной зоны — точки, в которой поддержание нужной температуры требует минимальных метаболических затрат. Тепловой стресс, выводящий вид из этого диапазона, опасен.

Чрезмерно высокие температуры более вредны для большинства животных и растений, чем прохладные. Когда условия прохладные, организмы, которые не регулируют температуру своего тела с помощью метаболизма, просто замедляются, но когда температура становится слишком высокой, метаболические процессы начинают нарушаться и прекращаются, — говорит Кеван.

Смерть наступает быстро.

Проанализировав 180-летнюю литературу, Кеван и его коллеги обнаружили, что шмели способны выживать при температуре до 36 градусов Цельсия и оптимально развиваться при температуре 30-32 градуса Цельсия, хотя это может отличаться в зависимости от вида и биогеографических условий. Хотя у шмелей есть некоторые поведенческие адаптации, позволяющие им терморегуляцию, этого может быть недостаточно для борьбы с изменением климата.

Кроме того, колония шмелей действует как «суперорганизм», где репродуктивная пригодность зависит от коллективного выживания и размножения колонии, а не отдельных пчел. Один шмель может лучше переносить жару, чем другой, но если в гнезде слишком жарко для выращивания здоровых личинок, страдает вся колония, независимо от адаптации отдельных шмелей.

На крыльях и с молитвой

Эффект высокой температуры в гнезде изучен мало, что удивительно, — говорит Кеван.

Мы можем предположить, что температура в гнезде выше середины 30 градусов по Цельсию, скорее всего, будет крайне неблагоприятной, а выше 35 градусов по Цельсию наступит смерть, возможно, довольно быстрая.

Исследования медоносных пчел показывают, что более высокая температура в гнезде снижает силу и репродуктивную способность пчелиных маток и приводит к уменьшению размеров рабочих пчел и ухудшению их состояния. Если жара оказывает аналогичное воздействие на шмелей, и при более высокой температуре колонии производят менее здоровое потомство, то глобальное потепление может стать прямой причиной их сокращения.

Чтобы обеспечить дальнейшее процветание шмелей, ученые призывают к более глубокому изучению малоизученных аспектов экологии шмелей: морфологии гнезд, свойств материалов, температуры и терморегуляции. Возможно, некоторые колонии шмелей адаптируют выбор места для гнезда, форму или поведение для охлаждения гнезда. Наземный проникающий радар может помочь изучить виды, гнездящиеся на земле, а анализ гнезд при различных температурах с помощью проточной респирометрии поможет ученым оценить стресс, которому подвергаются находящиеся в них колонии пчел. Нам нужно и то, и другое, чтобы понять, как разные колонии справляются с одними и теми же условиями, и то, как разные виды справляются с разными условиями, в том числе и то, есть ли у некоторых видов шмелей более широкие термически нейтральные зоны, обеспечивающие им большую устойчивость.

Мы надеемся, что будущие ученые смогут воспользоваться представленными нами идеями и применить их в своих собственных исследованиях здоровья и общения шмелей, — заключил Кеван.

03.05.2024