Koliko dobro pčele tolerišu temperaturne ekstreme moglo bi da odredi njihovu sposobnost da opstanu u promenljivoj klimi. Ali tolerancija na toplotu varira između i unutar populacija, tako da je istraživački tim predvođen entomolozima Penn State-a ispitao fizičke osobine pčela – kao što su polne razlike u telesnoj masi – da bi razumeli kako ove osobine reaguju na uslove životne sredine, patogene i druge faktore.
U studiji objavljenoj nedavno u časopisu Ekologija i evolucija, istraživači su izmerili telesnu masu, lokalnu klimu i intenzitet patogena da bi procenili kako ovi faktori utiču na toleranciju toplote i varijacije na nivou populacije među pojedincima vrste Ksenoglossa pruinosa, opšte poznate kao pčela sive tikve. . Otkrili su da na varijacije u toleranciji na toplotu utiču veličina, pol i status zaraze pčela.
„Smatra se da su insekti malog tela, ektotermni — ili hladnokrvni — veoma osetljivi na promene klime jer njihova sposobnost da održe odgovarajuću telesnu temperaturu zavisi od spoljašnjih uslova“, rekla je autorka studije Laura Džons, koja je vodila istraživanje kao doktorant. ekologije na Penn State-u i sada je postdoktorski saradnik na Univerzitetu Teksas u Ostinu.
„Razumevanje kako organizmi tolerišu temperaturne ekstreme je ključno za procenu pretnje koju klimatske promene predstavljaju za distribuciju i postojanost vrsta.“
Džons je primetio da raste interesovanje za proučavanje toplotne tolerancije i kapaciteta aklimatizacije ektotermi u uslovima promene abiotskih uslova kao što je temperatura okoline.
„Ali nekoliko studija je ispitalo biotičke uticaje, kao što je infekcija patogenom, na toplotnu toleranciju u prirodnim populacijama u kombinaciji sa abiotičkim faktorima“, objasnila je ona. „Pored toga, fizičke osobine kao što su veličina tela ili sadržaj masti mogu uticati na to kako organizmi tolerišu temperaturu, tako da je od vitalnog značaja uzeti u obzir individualno stanje, kao i abiotičke i biotičke faktore koje pojedinci doživljavaju u prirodnom okruženju, kada se ocenjuje toplotna tolerancija populacije. .“
Oprašivač useva tikvica kao što su tikva i bundeva, pčela tikvica je usamljena vrsta koja pokazuje polne razlike u fiziologiji i ponašanju, prema istraživačima. Ženke su veće od mužjaka i sakupljaju polen za potomstvo od jutra do podneva. Ženke se gnezde pod zemljom, što ih štiti od varijacija u temperaturi vazduha, iako tekstura tla može uticati na stepen termičkog puferovanja jer peskovita tla imaju manji toplotni kapacitet.
Mužjaci su, nasuprot tome, manji, hrane se samo nektarom i štite se od toplote tako što se povlače u uvenule cvetove nakon što završe sa traženjem hrane u podne. Dakle, mužjaci su tokom dana i noći izloženi varijabilnijim temperaturama okoline od ženki.
Istraživači su pretpostavili da će se toplotna tolerancija pčela povećati sa veličinom tela; da bi se otpornost na toplotu kod muškaraca povećala sa temperaturom okoline iznad zemlje, dok bi se tolerancija na toplotu kod žena povećala sa peskovitijim zemljištima; i da bi infekcija parazitima smanjila toleranciju na toplotu.
Da bi testirali ove hipoteze, istraživači su sakupili tikvice sa 14 lokacija širom Pensilvanije koje su varirale u srednjoj temperaturi, padavinama i teksturi tla. Oni su merili kritični termički maksimum pojedinaca – temperaturu iznad koje organizam ne može da funkcioniše – kao proksi za toplotnu toleranciju i odredili relativne intenzitete tri grupe parazita: tripanosoma protozoa parazita, bakterijskog patogena Spiroplasma apis i mikrosporidijskog parazita Vairimorpha apis.
Tim je otkrio da veličina tela, temperatura okoline i infekcija parazitima imaju uticaje zavisne od konteksta i pola na toleranciju toplote kod pčela tikvica.
„Iako su oba pola pokazala pozitivnu korelaciju između tolerancije na toplotu i veličine, muške pčele tikvice su imale veću promenu u svom kritičnom toplotnom maksimumu po jedinici telesne mase nego ženke, što sugeriše da možda postoji još jedna biološka osobina koja utiče na uticaj telesne mase na toleranciju toplote. to se razlikuje među polovima“, rekla je koautorka studije Margarita Lopez-Uribe, vanredna profesorka entomologije i profesor u ranoj karijeri Lorenca L. Langstrota na Državnom koledžu za poljoprivredne nauke.
Studija je pokazala da prosečna dnevna maksimalna temperatura, padavine i tekstura zemljišta ne predviđaju kritični termički maksimum. Međutim, rezultati su pokazali da je tamo gde su prosečne maksimalne temperature bile najviše, varijacije u toleranciji na toplotu među pojedincima bile niže, što sugeriše da su ekstremne temperature „filtrirali“ pojedince sa visokim i niskim kritičnim termičkim maksimumima, rekli su istraživači.
„Mnoge vrste pčela mogu aktivno da kontrolišu svoju telesnu temperaturu nezavisno od uslova ambijentalne temperature i na taj način potencijalno ublažavaju efekte temperaturnih ekstrema“, rekao je koautor Rudolf Schilder, vanredni profesor entomologije i biologije na Fakultetu poljoprivrednih nauka i Eberli College of Science. „Ali da li se pčele tikvice upuštaju u takvo ponašanje, nije poznato.“
Od tri izmerena parazita, samo tripanosomi su uticali na toplotnu toleranciju – i to samo među ženskim pčelama.
„Ovaj uticaj infekcije parazitima na toplotnu toleranciju žena je posebno zabrinjavajući s obzirom na to da rast populacije zavisi od plodnosti žena, a ženke su obično već manje zastupljene od muškaraca“, rekao je Lopez-Uribe.
Sve u svemu, rekao je Džons, studija doprinosi rastućim dokazima da je sposobnost beskičmenjaka malog tela da se prilagode ili aklimatiziraju svoju toplotnu toleranciju na lokalne klimatske uslove ograničena i zavisi od nekoliko faktora.
„S obzirom na ovo, od ključne je važnosti da se identifikuju populacije koje su u opasnosti prema budućim klimatskim scenarijima“, rekla je ona. „Predlažemo da buduća istraživanja procene toplotne tolerancije populacija širom distribucije vrste kako bi se identifikovale one koje su najranjivije na lokalno izumiranje.“
