Kış uykusundaki kraliçe bombus arıları su altında sekiz gün hayatta kalabiliyor

Kış uykusundaki bir kraliçe yaban arısını soğuk suyun altında sekiz gün boyunca tutarsanız, ölmez. Bunun yerine, dokuları sessizce laktatla dolarken sürekli olarak düşük seviyelerde karbondioksit salgıladığı tuhaf bir fizyolojik arafta kalır.

Kraliçenin bir yaz ile diğeri arasındaki tek biyolojik köprü olduğu bir tür için bu gizli su altı dayanıklılığı, kritik bir can simididir. Çoğu yaban arısı kolonisi sonbaharda ölür ve geriye sadece çiftleşmiş kraliçeler kışı geçirmek için sığ toprağa gömülür. Düzensiz kış yağmurları ve ani bahar selleri giderek daha yaygın hale gelirken, bir kraliçenin su basmış bir yuvada hayatta kalabilme yeteneği, bahar geldiğinde peyzajı tozlaştıracak yerel bir popülasyonun var olup olmayacağını belirler.

Su basmış bir yuvanın fizyolojik maliyeti

Proceedings of the Royal Society B dergisinde yayımlanan keşif, bir laboratuvar kazasıyla başladı. Araştırmacı Sabrina Rondeau bir pestisit deneyi yürütürken, yoğuşma beklenmedik bir şekilde toprak dolu birkaç tüpü sular altında bıraktı ve içindeki kış uykusundaki kraliçeleri tamamen suyun altında bıraktı. Hayatta kaldıklarını gördüğünde, araştırma kış yuvalarını taklit etmek için tasarlanmış soğuk, karanlık odalarda kasıtlı ve kontrollü su baskınlarına yöneldi.

Fizyolojik veriler, bu böceklerin su altına girdiklerinde basitçe kapanmadıklarını gösteriyor. Bunun yerine, oksijen eksikliğini telafi etmek için anaerobik yollara büyük ölçüde güvenerek minimum düzeyde aerobik solunumu sürdürüyorlar. Ortaya çıkan laktat birikiminin bir bedeli var. Sudan çıkarıldıklarında, kraliçeler üç güne kadar süren metabolik hızlarında keskin bir artış sergilediler; bu, selden sağ kurtulmanın ödemeleri gereken enerjik bir temizlik faturasıydı.

Eksik mekanizmalar ve laboratuvarın sınırları

Sualtında kalan bir böceğin suyun altında gaz değişimini tam olarak nasıl başardığı henüz çözülebilmiş değil. Araştırmacılar fiziksel mekanizmadan ziyade metabolik kimyasal belirteçlere odaklandıkları için, kraliçelerin hapsolmuş mikro hava filmlerine, değişen spirakül (solunum deliği) kontrolüne mi yoksa kütanöz gaz difüzyonuna mı güvendikleri belirsizliğini koruyor.

Ayrıca temiz bir laboratuvar su baskını ile doğal bir su baskını arasında büyük bir fark vardır. Gerçek kış toprağı; değişken sıcaklıklar, değişen kimya ve kalan oksijen için rekabet eden aç mikrobiyal toplulukların oluşturduğu karmaşık bir yapıdır. Çalışma belirli yaban arısı taksonlarını test etti, bu da bu özelliğin farklı iklimlerdeki tüm Bombus türleri için geçerli olduğunu varsaymayı büyük bir ekolojik sıçrama haline getiriyor.

Arazi kullanımı biyolojik sınırları aşıyor

Fizyolojik bir güvenlik marjı, yalnızca kraliçenin bir yuvası varsa işe yarar. Bu laboratuvar direnci, geleneksel kışlama mikro habitatlarının rutin olarak asfaltlandığı, derin sürüldüğü veya ağır makineler tarafından sıkıştırıldığı tarım politikası ve arazi yönetimi ile doğrudan kesişmektedir.

Dahası, bir kraliçenin günlerce süren anaerobik strese dayanma ve ardından gelen metabolik temizlik faturasını ödeme yeteneği, tamamen kış öncesi yağ rezervlerine bağlıdır. Eğer sonbaharda yiyecek arama, habitat kaybı nedeniyle kısıtlanırsa veya pestisit maruziyeti kış uykusundan önce lipit birikimini bozarsa, bu su altı dayanıklılığı hızla çökebilir.

Evrim, kraliçe yaban arısına sular altında kalan bir dünyaya karşı etkileyici bir tampon mekanizma sağladı. Ancak bir hafta boyunca nefesini tutabilen bir böceğin bile sonunda konacak kuru bir yere ihtiyacı vardır.

Kaynaklar

• Proceedings of the Royal Society B