Некоторые шмели неделями могут дышать под водой: их секрет наконец раскрыт
Несколько лет назад ученые обнаружили, что шмелиные матки способны выживать под водой в течение нескольких дней. Но до этого момента ученые не знали, как им это удается — теперь их секрет раскрыт.
Открытие того, что шмелиные матки могут оправиться от последствий и выйти невредимыми после более чем недели пребывания под водой, потрясло ученых в 2024 году. Однако до этого момента ученые не знали, как им это удается, пишет Science Alert.
У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!
Теперь в новом исследовании ученые выяснили, как им это удается. Результаты новой работы показывают, что в арсенале шмелей есть удивительная способность извлекать кислород из окружающей воды, что буквально позволяет им временно дышать под водой.
Исследователи пришли к выводу, что этот набор навыков способен помочь центру колонии пережить кризис, например, затопление норы, позволив ей выжить и восстановиться, когда условия станут более стабильными. И это открытие предполагает, что некоторые виды могут иметь скрытые запасы устойчивости к экстремальным условиям окружающей среды.
По словам ведущего автора исследования, физиолога Чарльза Дарво из Оттавского университета в Канаде, результаты указывают на наличие замечательной стратегии устойчивости к затоплению и закладывают основу для изучения пределов, механизмов и экологического значения выживания под водой у наземных насекомых.
Известно, что некоторые виды насекомых впадают в спячку каждую зиму, погружаясь в период приостановленного развития и метаболизма, известный как диапауза. Для некоторых шмелей-маток это означает найти безопасную, уютную нору, устроиться в ней и "отложить спячку". Увы, норы не всегда остаются безопасными и уютными — порой они уязвимы для затопления, а шмели в диапаузе слишком вялые, чтобы реагировать быстро.
Теперь ученые выяснили, что по крайней мере один североамериканский вид, Bombus impatiens, адаптировался к этой опасности. Еще в 2024 году ученые обнаружили, что матки этого вида демонстрируют высокий уровень выживаемости после пребывания в воде до недели — около 90%.
В новом исследовании ученые выяснили, как это удается шмелиным маткам. В лабораторных экспериментах на десятках маток в зимней диапаузе исследователи погружали шмелей в холодную воду и отслеживали их метаболизм и газообмен.
Газообмен измерялся в воде, в которой находились пчелы, и в воздухе в камере над водой. Исследователи отслеживали уровни углекислого газа и кислорода и обнаружили, что первый незначительно повышался, а второй падал. Это согласуется с процессом дыхания – пчелы поглощали кислород из воды и выделяли углекислый газ.
С другой стороны у пчел, погруженных в воду, наблюдалось накопление лактата. Когда организму не хватает кислорода, клетки переключаются на метаболический процесс, который генерирует энергию без кислорода. Лактат является побочным продуктом этого анаэробного метаболизма.
До погружения в воду диапаузирующие пчелы производили около 15,42 микролитров углекислого газа в час на грамм массы тела. После восьми дней под водой этот показатель снизился до 2,35 микролитров, или примерно до одной шестой от первоначального значения. Учеыне пришли к выводу, что вместе эти процессы позволяют маткам погружать кислород из окружающей воды, поддерживая при этом крайне низкие энергетические затраты. В дальнейших исследованиях ученые хотят выяснить, как долго шмелиные матки на самом деле могут провести под водой без вреда для организма.
Напомним, ранее мы писали о том, что в океане найден лишь один вид цветущих растений: к ним даже прилетают "морские пчелы".
Ранее Фокус писал о том, что ученые выяснили, как остановить вымирание пчел по всему миру.