_ Masa corporală a albinei, agenții patogeni și clima locală influențează toleranța la căldură

Cât de bine tolerează albinele temperaturile extreme ar putea determina capacitatea lor de a persista într-un climat în schimbare. Dar toleranța la căldură variază între și în interiorul populațiilor, așa că o echipă de cercetare condusă de entomologii Penn State a examinat trăsăturile fizice ale albinelor, cum ar fi diferențele de sex în masa corporală, pentru a înțelege modul în care aceste trăsături interacționează cu condițiile de mediu, agenții patogeni și alți factori.

Într-un studiu publicat recent în Ecology and Evolution, cercetătorii au măsurat masa corporală, clima locală și intensitatea agentului patogen pentru a evalua modul în care acești factori influențează toleranța la căldură și variația acesteia la nivel de populație între indivizii speciei Xenoglossa pruinosa, cunoscută în mod obișnuit ca albină de dovleac. Ei au descoperit că variația toleranței la căldură a fost influențată de dimensiunea, sexul și starea de infecție a albinelor.

„Insectele cu corp mic, ectoterme sau cu sânge rece sunt considerate a fi foarte vulnerabile la schimbarea climei, deoarece capacitatea lor de a menține temperatura corporală adecvată depinde de condițiile externe”, a declarat autoarea studiului Laura Jones, care a condus cercetarea în calitate de doctorand în ecologie la Penn State și acum este bursier postdoctoral la Universitatea Texas din Austin.

„Înțelegerea modului în care organismele tolerează temperaturile extreme este esențială pentru a evalua amenințarea pe care o reprezintă schimbările climatice la adresa distribuției și persistenței speciilor.”

Jones a remarcat că există un interes din ce în ce mai mare pentru studierea toleranței la căldură și a capacității de aclimatizare a ectoterme în fața condițiilor abiotice în schimbare, cum ar fi temperatura ambiantă.

„Dar puține studii au examinat impactul biotic, cum ar fi infecția cu patogeni, asupra toleranței termice a populațiilor naturale în combinație cu factori abiotici”, a explicat ea. „În plus, trăsăturile fizice, cum ar fi dimensiunea corpului sau conținutul de grăsime pot influența modul în care organismele tolerează temperatura, așa că este vital să se ia în considerare condiția individuală, precum și factorii abiotici și biotici pe care indivizii îi experimentează în mediile naturale, atunci când se evaluează toleranța la căldură a populațiilor. .”

Polenizator al culturilor de cucurbitacee, cum ar fi dovleceii și dovleacul, albina de dovleac este o specie solitară care prezintă diferențe de sex în fiziologie și comportament, potrivit cercetătorilor. Femelele sunt mai mari decât masculii și colectează polen pentru urmași dimineața până la amiază. Femelele cuibăresc sub pământ, ceea ce le protejează de variațiile de temperatură a aerului, deși textura solului poate afecta gradul de tamponare termică, deoarece solurile nisipoase au o capacitate termică mai mică.

Masculii, în schimb, sunt mai mici, furajează. numai pentru nectar și se protejează de căldură retrăgându-se în flori ofilite după ce termină de hrană la amiază. Deci, masculii sunt expuși la temperaturi ambientale mai variabile decât femelele în timpul zilei și nopții.

Cercetătorii au emis ipoteza că toleranța la căldură a albinelor ar crește odată cu dimensiunea corpului; că toleranța la căldură masculină ar crește odată cu temperaturile ambientale deasupra solului, în timp ce toleranța la căldură feminină ar crește cu soluri mai nisipoase; și acea infecție cu paraziți ar reduce toleranța la căldură.

Pentru a testa aceste ipoteze, cercetătorii au colectat albine de dovleac din 14 locuri din Pennsylvania, care au variat ca temperatură medie, precipitații și textura solului. Ei au măsurat maximul termic critic al indivizilor - temperatura peste care un organism nu poate funcționa - ca indicator pentru toleranța la căldură și au determinat intensitățile relative a trei grupuri de paraziți: tripanozomi de paraziți protozoari, patogenul bacterian Spiroplasma apis și parazitul microsporidian Vairimorpha apis.

Echipa a descoperit că dimensiunea corpului, temperatura mediului și infecția cu paraziți au efecte dependente de context și sex asupra toleranței la căldură la dovleceii.

„Deși ambele sexe au arătat o corelație pozitivă între toleranța la căldură și dimensiune, masculii de dovleac au avut o schimbare mai mare a maximului lor termic critic pe unitatea de masă corporală decât femelele, sugerând că ar putea exista o altă trăsătură biologică care influențează impactul masei corporale asupra toleranței la căldură, care diferă între sexe”, a spus coautorul studiului Margarita López-Uribe, profesor asociat de entomologie și Lorenzo L. Langstroth profesor de carieră timpurie la Colegiul de Științe Agricole din Penn State.

Studiul a indicat că temperatura maximă medie zilnică, precipitațiile și textura solului nu au prezis maximul termic critic. Cu toate acestea, rezultatele au arătat că acolo unde temperaturile maxime medii au fost cele mai ridicate, variația toleranței la căldură între indivizi a fost mai mică, sugerând că temperaturile extreme „filtrau” indivizii cu maxime termice critice ridicate și scăzute, au spus cercetătorii.

„Multe specii de albine își pot controla în mod activ temperatura corpului independent de condițiile de temperatură ambientală și, astfel, pot atenua efectele temperaturilor extreme”, a spus co-autorul Rudolf Schilder, profesor asociat de entomologie și biologie la Colegiul de Științe Agricole și Eberly. Facultatea de Științe. „Dar dacă albinele de dovleac se angajează într-un astfel de comportament, nu se știe.”

Din cei trei paraziți măsurați, doar tripanozomii au influențat toleranța la căldură – și numai în rândul albinelor de dovleac.

„Acest impact al infecția cu paraziți asupra toleranței termice feminine este deosebit de îngrijorătoare, având în vedere că creșterea populației depinde de fertilitatea feminină, iar femelele sunt deja mai puțin abundente decât bărbații", a spus López-Uribe.

În general, a spus Jones, studiul contribuie la dovezi tot mai mari că capacitatea nevertebratelor cu corp mic de a se adapta sau aclimatiza toleranța la căldură la condițiile climatice locale este limitată și depinde de mai mulți factori.

„Din acest context, este esențial să se identifice populațiile care sunt expuse riscului. în scenariile climatice viitoare”, a spus ea. „Sugerăm ca cercetările viitoare să evalueze toleranțele termice ale populațiilor în distribuția unei specii pentru a le identifica pe cele care sunt cele mai vulnerabile la dispariția locală.”

(Fluierul)