Деякі джмелі тижнями можуть дихати під водою: їхній секрет нарешті розкрито

Відкриття того, що джмелині матки можуть оговтатися від наслідків і вийти неушкодженими після більш ніж тижневого перебування під водою, вразило вчених у 2024 році. Однак до цього моменту вчені не знали, як їм це вдається, пише Science Alert.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Тепер у новому дослідженні вчені з'ясували, як їм це вдається. Результати нової роботи показують, що в арсеналі джмелів є дивовижна здатність витягувати кисень із навколишньої води, що буквально дає їм змогу тимчасово дихати під водою.

Дослідники дійшли висновку, що цей набір навичок здатний допомогти центру колонії пережити кризу, наприклад, затоплення нори, давши їй змогу вижити і відновитися, коли умови стануть стабільнішими. І це відкриття припускає, що деякі види можуть мати приховані запаси стійкості до екстремальних умов навколишнього середовища.

За словами провідного автора дослідження, фізіолога Чарльза Дарво з Оттавського університету в Канаді, результати вказують на наявність чудової стратегії стійкості до затоплення і закладають основу для вивчення меж, механізмів та екологічного значення виживання під водою у наземних комах.

Відомо, що деякі види комах впадають у сплячку щозими, занурюючись у період призупиненого розвитку і метаболізму, відомий як діапауза. Для деяких джмелів-маток це означає знайти безпечну, затишну нору, влаштуватися в ній і "відкласти сплячку". На жаль, нори не завжди залишаються безпечними і затишними — часом вони вразливі для затоплення, а джмелі в діапаузі занадто мляві, щоб реагувати швидко.

Тепер учені з'ясували, що принаймні один північноамериканський вид, Bombus impatiens, адаптувався до цієї небезпеки. Ще 2024 року вчені виявили, що матки цього виду демонструють високий рівень виживання після перебування у воді до тижня — близько 90%.

У новому дослідженні вчені з'ясували, як це вдається джмелиним маткам. У лабораторних експериментах на десятках маток у зимовій діапаузі дослідники занурювали джмелів у холодну воду та відстежували їхній метаболізм і газообмін.

Газообмін вимірювали у воді, в якій перебували бджоли, і в повітрі в камері над водою. Дослідники відстежували рівні вуглекислого газу і кисню і виявили, що перший незначно підвищувався, а другий падав. Це узгоджується з процесом дихання — бджоли поглинали кисень із води і виділяли вуглекислий газ.

З іншого боку, у бджіл, занурених у воду, спостерігалося накопичення лактату. Коли організму бракує кисню, клітини переключаються на метаболічний процес, який генерує енергію без кисню. Лактат є побічним продуктом цього анаеробного метаболізму.

До занурення у воду бджоли, що діапаузували, виробляли близько 15,42 мікролітрів вуглекислого газу на годину на грам маси тіла. Після восьми днів під водою цей показник знизився до 2,35 мікролітрів, або приблизно до однієї шостої від початкового значення. Науковці дійшли висновку, що разом ці процеси дають змогу маткам занурювати кисень із навколишньої води, підтримуючи при цьому вкрай низькі енергетичні витрати. У подальших дослідженнях учені хочуть з'ясувати, як довго джмелині матки насправді можуть провести під водою без шкоди для організму.

Нагадаємо, раніше ми писали про те, що в океані знайдено лише один вид квітучих рослин: до них навіть прилітають "морські бджоли".

Раніше Фокус писав про те, що вчені з'ясували, як зупинити вимирання бджіл по всьому світу.