Studija Univerziteta u Otavi pokazuje da kraljice bumbara tokom diapauze mogu preživeti potapanje do osam dana zahvaljujući znatno smanjenom metabolizmu i sloju vazduha koji zadržavaju njihove dlake. Potopljene kraljice izdišu 75% manje CO2 i pokazuju porast laktata, što ukazuje na delimični prelazak na anaerobni metabolizam. Mehanizam nazvan "fizička škrga" omogućava privremeno izvlačenje kiseonika iz vode i predstavlja ključnu prilagodbu u uslovima sve učestalijih poplava.
Kako Kraljice Bumbara Preživljavaju Poplave: Diapauza, "Fizička Škrga" i Do 8 Dana Pod Vodom
Extreme macro shot of a Honey Bee standing on a wet leaf with visible water droplets and splashing water, symbolizing pollination and freshness© OfficialMar/Shutterstock.com
Nova istraživanja sa Departmana za biologiju Univerziteta u Otavi otkrivaju kako kraljice bumbara uspevaju da izdrže pod vodom—ponekad i do osam dana—dok su u stanju diapauze. Studija objavljena u Proceedings of the Royal Society B objašnjava fiziološke i mehaničke prilagodbe koje im omogućavaju da prežive poplave i produžene periode vlage bez trajne štete.
Queen bees are known to survive underwater, but this study reveals precisely how they do so.©IanRedding/Shutterstock.com(IanRedding/Shutterstock.com)
Eksperiment: hlađenje, potapanje i monitoring
Istraživači su simulirali zimsko mirovanje tako što su kraljice bumbara hladili u kontrolisanim uslovima, što indukuje diapauzu — stanje sa znatno smanjenim srčanim radom i metabolizmom. Potom su hermetičke komore napunili vodom. Neke su bile potopljene samo nekoliko sati, a neke do osam dana; sve su se potom "budile" i vraćene u normalne uslove radi oporavka i merenja.
The queen bees survived the experiment, proving just how much they can overcome while in diapause.©PHOTOCREO Michal Bednarek/Shutterstock.com(PHOTOCREO Michal Bednarek/Shutterstock.com)
Ključni nalazi
Tim je zabeležio nekoliko važnih promena tokom potapanja u stanju diapauze:
Tiny hairs called setae trap air bubbles, creating a “physical gill” that functions as an air tank.©tuncarif/Shutterstock.com(tuncarif/Shutterstock.com)
- Potopljene kraljice su izdisale oko 75% manje ugljen-dioksida nego one van vode, što ukazuje na drastično snižen gasni metabolizam.
- U organizmima potopljenih insekata uočeno je povećanje laktata, što sugeriše prebacivanje na delimični anaerobni metabolizam i dodatno usporavanje fizioloških procesa.
- Nakon izlaska iz vode istraživači su primetili
Mehanizam: setae i "fizička škrga"
Veći deo sposobnosti potiče od guste dlake — seta — na telu bumbara koja zadržava tanak sloj vazduha. Tokom boravka pod vodom stvaraju se sitni mehurići koji se prikače za tela bumbara i funkcionišu kao privremeni rezervar vazduha ili "fizička škrga": omogućavaju izmenu gasova tako da insekt može iz vode izvući dovoljne količine kiseonika dok izbacuje CO2.
The diving bell spider (Argyroneta aquatica), also known as the water spider, is the only aquatic spider in the world.©RajatHegde/Shutterstock.com(RajatHegde/Shutterstock.com)
Uporedne strategije u prirodi
Slične strategije koriste i drugi beskičmenjaci: veliki vodeni kukci zadržavaju vazduh ispod krila ili koriste „disaljku“, dok diving bell pauk plete mehuriće vazduha u mreži i održava ih dlačicama tela. To pokazuje da je fizička škrga uspešna evolutivna strategija za preživljavanje pod vodom.
Flooding has become more severe with climate change, and the survival of pollinators is now a concern.©JivkoM/Shutterstock.com(JivkoM/Shutterstock.com)
Zašto je ovo važno u dobu klimatskih promena
Kako se ekstremne padavine i poplave pojačavaju, sposobnost da se preživi potapanje postaje sve značajnija. Studije pokazuju da su u nekim regionima, poput severoistoka SAD, ekstremne padavine porasle i do ~60%. Takvi uslovi prete mestima gde kraljice prezimljavaju u zemlji i zelenilu — pa prilagodbe poput fizičke škrge mogu odlučiti o opstanku populacija oprašivača.
Zaključak i znanstveni kontekst
Otkriveni fenomen ne znači da su bumbari nezaustavljivi: dugoročni uticaji poplava, gubitka staništa i bolesti i dalje ugrožavaju mnoge vrste. Ipak, sposobnost kraljica da privremeno dišu pod vodom dok su u diapauzi predstavlja fascinantan primer biološke prilagodljivosti i dodatni razlog za praćenje i zaštitu oprašivača.
"Stepen izdržljivosti koji pokazuju je zaista zapanjujući," kaže Charles Darveau, fiziolog sa Univerziteta u Otavi.
Napomena: Sve tvrdnje zasnovane su na rezultatima opisane studije; dalje istraživanje pomoći će da se bolje razume varijabilnost među vrstama i potencijalna ograničenja ove strategije.
Pomozite nam da budemo bolji.
