Czy trzmiele potrafią oddychać pod wodą? Entomolodzy przecierali oczy ze zdumienia

Entomolodzy przypadkowo odkryli, że królowe trzmieli mogą przetrwać pod wodą nawet przez tydzień. Jak im się to udaje? Czy naprawdę oddychają? Owady mają przed nami jeszcze wiele, wiele tajemnic.

Ile trzmieli przeżywa zanurzenie i jak to sprawdzić?

To był przypadek. Kilka królowych trzmieli, przygotowanych do badań i zahibernowanych, przez pomyłkę trafiło do pojemników zalanych wodą. Naukowcy uważali, że wszystko stracone, że owady po prostu się utopiły. Jednak po kilku dniach – zamiast martwych owadów – naukowcy zobaczyli powoli budzące się do życia królowe. Gdy badacze powtórzyli eksperymenty w kontrolowanych warunkach, 81% hibernujących trzmieli przeżyło tydzień pod wodą. W grupie kontrolnej, która nie była zanurzona, przeżyło 88%.

Dla nauki to prawdziwa rewolucja. – Nie mogłam w to uwierzyć – komentuje Sabrina Rondeau, ekolożka z Uniwersytetu w Guelph, która zauważyła żywe trzmiele w zalanych pojemnikach.

Diapauza umożliwia przeżycie w najgorszych warunkach

Sercem tej historii jest diapauza – trzmiele bowiem zimują, „zamrażając” swoje potrzeby. W tym stanie letargu ich metabolizm zwalnia, a zapotrzebowanie na tlen spada. Organizm staje się oszczędny, gotowy na przetrwanie miesięcy w bezruchu i chłodzie. Kiedy gniazdo zostaje zalane, królowa po prostu jeszcze bardziej „przycina” swój organizm do trybu „ultraoszczędnego” – i to ratuje jej życie.

W porównaniu z trzmielami w diapauzie, ale hibernującymi poza wodą, te zanurzone w wodzie wydychały pierwszego dnia o 75% mniej CO₂, co wskazuje na zmniejszenie tempa ich metabolizmu jeszcze o ponad połowę. – To naprawdę ogromny spadek – podkreśla Kendra Greenlee, fizjolożka z North Dakota State University.

Jakie mechanizmy chronią trzmiele przed utonięciem?

Jak można było się spodziewać, nie chodzi o to, że owady nagle zaczynają oddychać pod wodą. Naukowcy sądzą, że podczas podtopienia trzmiele zamykają swoje przetchlinki – otwory oddechowe – nie dopuszczając wilgoci do wnętrza organizmu. Pomaga im też hydrofobowa (czyli odpychająca wodę) warstwa na powierzchni ciała oraz gęste włoski.

Dodatkowo ich ciała pokrywają się cienką warstwą powietrza, działającą niczym miniaturowe „skafandry”. To dzięki niej mogą wymieniać gazy z otaczającą je cieczą – nazywa się to „skrzelami fizycznymi”. Ta adaptacja nie jest powszechna u owadów, a u trzmieli musi być doskonalona przez miliony lat ewolucji.

Dodatkowo trzmiel wchodzi w tryb oddychania beztlenowego, zupełnie jak człowiek podczas krótkiego sprintu – wytrzymuje dłużej bez tlenu, choć w organizmie gromadzi się wtedy nieco szkodliwych produktów ubocznych. Wszystko to jest jednak lepsze niż śmierć w wyniku utopienia.

Zmieniający się klimat odbiera trzmielom „supermoce”

Trzmiele są kluczowymi zapylaczami, a ich odporność na podtopienia ma kluczowe znaczenie dla przetrwania gatunku. Zmiany klimatu przynoszą coraz więcej powodzi, więc dzięki tej niezwykłej zdolności trzmiele mają większe szanse na przetrwanie i utrzymanie populacji tam, gdzie inne owady giną.

Niestety, rosnące temperatury spowodowane tymi samymi zmianami klimatu mogą przyspieszyć metabolizm owadów w okresie diapauzy, co osłabia ich wyjątkowe mechanizmy i dodatkowo zmniejsza płodność. Naukowcy będą teraz szukać genów i procesów, które pozwalają trzmielom przetrwać to, co dla innych byłoby wyrokiem śmierci. Ta wiedza może pomóc uratować nie tylko trzmiele, ale i nasze ekosystemy, dla których są one niezbędne.

Źródło: Science

Nasz autor

Jonasz Przybył

Redaktor i dziennikarz związany wcześniej m.in. z przyrodniczą gałęzią Wydawnictwa Naukowego PWN, autor wielu tekstów publicystycznych i specjalistycznych. W National Geographic skupia się głównie na tematach dotyczących środowiska naturalnego, historycznych i kulturowych. Prywatnie muzyk: gra na perkusji i na handpanie. Interesuje go historia średniowiecza oraz socjologia, szczególnie zagadnienia dotyczące funkcjonowania społeczeństw i wyzwań, jakie stawia przed nimi XXI wiek.