Исследование: гнёзда шмелей перегреваются из-за изменения климата, угрожая будущим популяциям
Глобальное потепление, вызванное климатическим кризисом, приводит к повышению температур по всему миру. Шмели, как и люди, сталкиваются с проблемой перегрева своих жилищ.
В новой статье, опубликованной в Frontiers in Bee Science, учёные указывают на повышение температуры как на потенциальную причину сокращения популяций шмелей во всём мире. Перегрев нарушает их способность строить пригодные для жизни гнёзда, в которых могут развиваться здоровые личинки.
"Сокращение численности и ареалов нескольких видов шмелей может объясняться проблемами перегрева гнёзд и расплода", — говорит ведущий автор статьи доктор Питер Кеван из Университета Гвельфа (Канада).
Ограничения на выживание расплода шмелей указывают, что тепло, вероятно, является основным фактором. Нагрев гнезда выше примерно 35 градусов Цельсия является смертельным, несмотря на замечательную способность шмелей к терморегуляции.
Многие из сокращающихся видов обитают в разных средах, что затрудняло поиск общей причины. Однако, проанализировав литературу, Кеван и коллеги обнаружили ключевую общую черту для видов независимо от их географического ареала: оптимальная температура их гнёзд составляет 28–32 градуса Цельсия.
"Мы можем предположить, что это сходство отражает эволюционное родство различных видов", — отмечает Кеван.
Поскольку эта характеристика, по-видимому, универсальна для многих видов, её эволюционная пластичность может быть ограничена. Это означает, что шмелям будет трудно адаптироваться к повышению температур и оставаться в своей термонейтральной зоне — диапазоне, где поддержание нужной температуры требует минимальных метаболических затрат.
"Чрезмерно высокие температуры вреднее для большинства животных и растений, чем прохладные. При перегреве метаболические процессы начинают разрушаться и прекращаются. Смерть наступает быстро", — поясняет Кеван.
Проанализировав литературу за 180 лет, исследователи обнаружили, что шмели могут выживать при температурах до 36°C и оптимально развиваются при 30–32°C (с возможными вариациями у разных видов). Поведенческие адаптации для терморегуляции могут оказаться недостаточными перед лицом изменения климата.
Колония шмелей действует как "суперорганизм", где репродуктивный успех зависит от коллективного выживания и воспроизводства колонии, а не от отдельных особей. Даже если отдельная особь лучше переносит жару, перегрев гнезда, ведущий к гибели личинок, наносит ущерб всей колонии.
Недостаток исследований и пути вперёд
"Влияние высоких температур в гнезде изучено мало, что удивительно", — говорит Кеван. — "Можно предположить, что температура гнезда выше 35°C приведёт к гибели, вероятно, довольно быстро".
Исследования медоносных пчёл показывают, что более высокие температуры в улье снижают силу и репродуктивную способность маток, а также приводят к появлению более мелких и слабых рабочих пчёл. Если тепло аналогично влияет на шмелей, то глобальное потепление может напрямую вести к их сокращению.
Учёные призывают к более активным исследованиям недостаточно изученного аспекта экологии шмелей: морфологии гнёзд, свойств материалов, температуры и терморегуляции. Возможно, некоторые колонии смогут адаптироваться, изменив выбор места для гнезда, его форму или поведение для охлаждения.
Для понимания устойчивости разных видов необходимы:
- Изучение гнездящихся в земле видов с помощью георадара.
- Респирометрический анализ гнёзд при разных температурах для оценки уровня стресса колоний.
- Сравнение того, как разные колонии и виды справляются с различными условиями, включая поиск видов с более широкой термонейтральной зоной.
"Мы надеемся, что будущие учёные возьмут представленные нами идеи и применят их в своих исследованиях здоровья и сохранения шмелей", — заключает Кеван.