Помилка вчених дозволила з’ясувати, що джмелі живуть під водою тиждень

Під час лабораторного експерименту канадські біологи виявили необережність, завдяки чому дізналися, що джмелі менш вразливі до екстремальних погодних умов і витриваліші, ніж вважалося раніше. У регіонах з помірним кліматом живі організми часто стикаються з несприятливими їм умовами, що виникають у певний проміжок часу (зима чи посуха). Щоб вижити у складний період, багато тварин навчилися пристосовуватися до сезонних змін.

У комах одна з найпоширеніших стратегій виживання в суворий холод — діапауза. Це фаза спокою, коли сповільнюється обмін речовин, що дозволяє комахи довго залишатися без їжі. Під час цього стану організми практично не потребують енергії, вони не розмножуються і майже не ростуть, але їхня життєдіяльність триває, хоч і з набагато повільнішим перебігом обмінних процесів.

Наприклад, матки джмелів після парування риють невеликі гнізда під землею (на глибині до 15 сантиметрів) і йдуть туди «в сплячку». Діапауза у них може тривати від шести до дев’яти місяців. Ці матки — єдині особини, які переживають зиму, тоді як старі матки, робочі особини та самці гинуть, причому ще восени. Така підземна «зимівля» хоч і допомагає комахам врятуватися від холоду, піддає їх впливу різних стресових факторів, наприклад паразитів, плісняви, забруднення ґрунту та підземних вод.

Щоб краще зрозуміти, як несприятливі кліматичні умови впливають на живі організми, здатні до діапаузи, група канадських біологів під керівництвом Сабріна Рондо з Гуелфського університету провела експеримент з матками джмелів Bombus impatiens. Реакція бджолиних маток на зовнішні стресори має першорядне значення, оскільки від виживання цих комах залежить, чи з’явиться нова колонія світ у майбутньому. Колонії біля джмелів будують матки відразу після виходу з діапаузи.

Під час експерименту Рондо випадково здійснила дію, що призвело до затоплення водою трубки із землею, де знаходилися чотири матки Bombus impatiens у стані сплячки. Коли ж через пару днів вчений зрозуміла, що зробила помилку, і злила воду, вона з подивом виявила, що комахи вижили.

Після цього біологи провели новий експеримент, щоб з’ясувати, чи можуть матки джмелів у діапаузі пережити «повінь». Його результати опубліковані в журналі Biology Letters.

Дослідники взяли 143 матки, розділили їх на групи (у кожній було від 17 до 21 матки), а потім помістили до пробірок, заповнених землею, і прибрали в холодильник, щоб штучно ввести комах у стан сплячки. Потім біологи додавали в пробірки водопровідну воду і залишали в такому стані на вісім годин, добу та сім діб, зберігаючи при цьому умови «зимівлі». Тобто групи комах піддавалися різним тимчасовим випробуванням водою (хтось вісім годин, хтось на добу, хтось тиждень).

Коли експеримент завершився, вчені витягли з води матки джмелів і перенесли в нові пробірки з ґрунтом, а потім зберігали в холодильнику протягом восьми тижнів. Та група комах, яка зазнавала найтривалішого випробування (її залишили у воді на сім днів), показала несподівані результати. З 21 матки вижили 17 — отже, виживання становило 81 відсоток.

Автори нової роботи зазначили, що такий надзвичайно високий рівень виживання суттєво не відрізняється від виживання маток у реальних умовах, коли під час сплячки комахи не піддаються впливу води. Вчені пояснили, чому, на їхню думку, це відбувається.

«Коли у джмелів знижується швидкість метаболізму, їм не потрібно багато кисню для підтримки життя, достатньо того рівня, що зберігається в їхньому тілі, поки вони сплять», — уточнила Рондо.

Чисельність джмелів у всьому світі скорочується. У 2021 році вийшло дослідження, автори якого порівняли сучасні дані про кількість цих комах із даними 1990-х. Вчені дійшли висновку, що за останні 30 років кількість джмелів знизилася приблизно на 25 відсотків. У своєму дослідженні Рондо та її колеги показали, що джмелі можуть бути менш уразливими до екстремальних умов і виявитися більш живучими, ніж вважалося. Іншими словами, виявлена ​​у цих комах «надздібність» дає більш позитивний прогноз на їхнє виживання.

Зазначимо, що роль джмелів у нормальному функціонуванні рослинності важко переоцінити. Насамперед це стосується північних зон. На відміну від інших запилювачів, ці комахи досить холодолюбні завдяки особливостям терморегуляції та густому покриву з волосків на тілі. Вони можуть забиратися далеко на північ, де роблять найважливіший внесок в запилення рослин. Наприклад, джміль льодовиковий Bombus glacialis зустрічається навіть на Новій Землі та острові Врангеля, де немає інших великих запилювачів.