Шмелиная матка может провести зиму, зарывшись под землю в полости размером примерно с виноградину. Если эта крошечная комната затопляется, очевидный исход кажется мрачным. Но обычные восточные шмелиные матки могут пережить полное погружение в воду по крайней мере неделю, а новые исследования показывают, что некоторые из них могут продолжать газообмен под водой до восьми дней.[1]
Секрет не в одной чудесной адаптации. Это совокупность небольших приемов выживания. В лабораторных экспериментах исследователи обнаружили низкое, но стабильное выделение углекислого газа, пока матки были погружены в воду, в сочетании со снижением растворенного кислорода в воде. Проще говоря, пчелы все еще дышали, едва-едва, посредством подводного газообмена.[1]
Это открытие основано на удивительно случайной первой подсказке. В Университете Гвельфа охлажденные пробирки с зимующими матками неожиданно заполнились водой. Исследователи предположили, что насекомые мертвы. После того как вода была слита, матки снова начали двигаться. Последующий эксперимент проверил 143 обычные восточные шмелиные матки и обнаружил, что многие из них выжили семь дней под водой, независимо от того, удерживались ли они под поверхностью или им позволяли плавать.[2]
Причина, по которой это важно, начинается с одинокой зимней работы матки. У большинства видов шмелей старая колония погибает до зимы. Недавно спарившиеся матки зарываются в почву и входят в диапаузу — глубокую паузу в развитии и метаболизме, которая может длиться от шести до девяти месяцев. Когда наступает весна, каждая выжившая матка должна начать новую колонию с нуля.[3]
Наводнение — это именно та угроза, которую спящее насекомое не может избежать. Сильные дожди, таяние снега и повышение уровня грунтовых вод могут заполнить подземные камеры, пока матка слишком вяла, чтобы сбежать. Новое исследование предполагает, что матки справляются с этим, сочетая подводное дыхание с анаэробным метаболизмом и еще более глубоким замедлением метаболизма. ScienceAlert сообщило, что погруженные в диапаузу матки сократили выделение углекислого газа примерно с 15,42 микролитров в час на грамм до погружения до примерно 2,35 после восьми дней под водой.[4]
Тем не менее, есть и цена. Погруженные пчелы накапливали лактат, что является признаком того, что их клетки также производили энергию без достаточного количества кислорода. После спасения их метаболизм повышался во время восстановления, поскольку этот химический долг был погашен.[1]
Неожиданный аспект заключается в том, что это не суперспособность, подобная рыбьей. Это скорее аварийный режим: немного дышать, по-другому сжигать энергию и почти ничего не требовать, пока вода не отступит. Для существа, чья вся будущая колония зависит от одного зимующего тела, этого может быть достаточно.
Шмели по-прежнему сталкиваются с пестицидами, потерей среды обитания, болезнями, жарой и климатическим стрессом. Матка, способная пережить затопленную нору, не является непобедимой. Но она выносливее, чем кажется, и иногда первое весеннее жужжание начинается с насекомого, ожидающего под водой в темноте.
