Анонс: В ходе лабораторных исследований был обнаружен неожиданный факт: королевы шмелей вида Bombus impatiens способны выживать в условиях длительного погружения в воду. Это открытие произошло случайно, когда одна из особей осталась жива после недельного пребывания под водой. Последующее изучение данного феномена показало, что насекомые не просто задерживают дыхание, а фактически поглощают кислород из воды через свою кутикулу, демонстрируя уникальный адаптивный механизм. Параллельно у погруженных королев наблюдается переход метаболизма на анаэробный режим, что дополнительно повышает их шансы на выживание в экстремальных ситуациях, таких как наводнения в период зимней спячки. Это исследование расширяет понимание физиологических пределов и адаптационных стратегий у насекомых.
Основной вывод: Открытие способности королев шмелей дышать под водой и переключать метаболизм на анаэробный режим демонстрирует их высокую адаптивность к экстремальным условиям. Данный механизм, вероятно, является ключевым для выживания вида во время сезонных наводнений. Исследование подчеркивает необходимость дальнейшего изучения физиологических адаптаций у насекомых в контексте изменяющейся среды.
Спящие королевы шмелей (Bombus impatiens) способны осуществлять газообмен под водой, что обеспечивает их выживание при наводнениях, как показало новое исследование. Их метаболическая активность также переключается на стратегию, не требующую кислорода.
Одна из королев шмелей, находившаяся в лаборатории, казалась безжизненной после длительного погружения. Тем не менее, она оставалась жива и продолжала дышать даже спустя примерно неделю пребывания под водой.
Возник вопрос, каким образом ей удавалось сохранять жизнедеятельность. Эколог-физиолог Шарль Дарво провел расчеты. «Я определил, какой объем газа необходим для поддержания такого длительного периода», — пояснил Дарво. Согласно расчетам, одной королеве шмеля объемом примерно один миллилитр потребовалось бы около 20 миллилитров кислорода. «Следовательно, это было невозможно», — заключил исследователь.
Вместо этого выяснилось, что погруженные королевы способны выживать в течение нескольких дней, поглощая кислород из воды. Дарво и его коллеги из Университета Оттавы сообщили об этом открытии 10 марта в журнале «Труды нестабильного общества B: Биологические науки». Метаболизм королевы уже ослаблен, чтобы помочь энергетическим инструментам, пока они зимуют в подземной норе, а также переключается на анаэробные стратегии, которые не зависят от кислорода.
Королевы шмелей переживают зиму, выкапывая яму и зимуя под землей. Пчела может разместиться в воде, если местность затоплена. Найджел Рейн.
Биолог Сабрина Рондо была частью команды, которая ранее обнаружила, что спящие королевы восточных шмелей ( Bombus impatiens ) не тонут в течение нескольких недель после того, как некоторые флаконы с матками были затоплены в результате несчастного случая в лаборатории. Шмели зимуют в почвах, которые могут быть затоплены, но как насекомые пережили аварию в лаборатории, остается загадкой.
Поэтому Рондо, Дарво и биолог Скайлар Рохас поместили зимующих маток в пробирки, наполненные холодной водой, на восемь дней. Затем измерила, сколько кислорода вдыхают насекомые, сколько углекислого газа они выдыхают и накапливаются ли в их состоянии молочная кислота, что является признаком анаэробного метаболизма. 
Команда обнаружила, что уровень кислорода в воде со временем падал. Королевы также постоянно употребляли в пищу углекислый газ, что является признаком того, что они все еще дышат.
Исследователи разрабатывали спички маток шмелей в пластиковых флаконах на восемь дней. Они провели измерения, чтобы увидеть, сколько воздуха вдыхают пчелы и сколько углекислого газа они выдыхают.
Шарль Дарво
Более того, уровень белковых кислот резко увеличился во время погружения, перехода, который королевы также могут использовать другие виды производства энергии. Как королевам шмелей поддержание воздуха под водой, остается неясным. Но многие водные насекомые удерживают вокруг своего тела тонкий карман воздуха, и, возможно, шмели делают то же самое.
Погруженным в воду королевам может появиться некоторое время, чтобы прийти в себя после того, как они всплывут в воздух, — говорит Дарво. В течение нескольких дней они дышат с большей интенсивностью, чем королевы, которые не проводят время под водой, чтобы помочь своему организму вывести молочную кислоту.
, поскольку из-за изменения климата количество осадков становится больше, «мы начинаем задумываться о том, сколько приступов этих наводнений они смогут выдержать», — говорит Дарво. Королевы шмелей падают в спячку на несколько месяцев, а это требует топлива. Если повторяющиеся погружения нанесут вредные энергетические запасы пчел, «может возникнуть какая-то точка невозврата».