Cercetările ar putea ajuta la urmărirea impactului căldurii asupra celulelor spermatozoide

Noile cercetări de la Universitatea Columbia Britanică și Universitatea de Stat din Carolina de Nord ar putea ajuta oamenii de știință să urmărească impactul schimbărilor climatice asupra păsărilor și albinelor. de albine.

albinele

Căldura poate ucide spermatozoizii din regnul animal, dar există câteva modalități de a monitoriza impactul căldurii asupra polenizatorilor, cum ar fi albinele, care sunt vitale pentru ecosisteme și agricultură din întreaga lume.

Într-un studiu publicat în Nature Sustainability, cercetătorii au folosit o tehnică numită spectrometrie de masă pentru a analiza spermatozoizii depozitați în mătcile albinelor și au găsit cinci proteine ​​care sunt activate atunci când mătcile sunt expuse la temperaturi extreme.

Proteinele ar putea fi folosite ca instrument de monitorizare a stresului de căldură la albinele regine și ar putea servi drept clopot pentru pierderi mai largi de fertilitate ale insectelor datorate schimbărilor climatice.

„La fel cum nivelurile de colesterol sunt utilizate pentru a indica riscul bolilor de inimă la om, aceste proteine ​​ar putea indica dacă o albină regină a suferit stres termic”, a declarat autorul principal Alison McAfee, biochimist la Michael Smith Labs la UBC și postdoc la NC Stat. „Dacă începem să vedem modele de șoc termic apărând printre albine, atunci trebuie să începem să ne îngrijorăm cu privire la alte insecte”.

Deși albinele sunt destul de rezistente în comparație cu alte insecte non-sociale, ele sunt un proxy util, deoarece sunt gestionate de oameni din întreaga lume și sunt ușor de probat.

Cercetătorii au fost interesați în special de albinele regine, deoarece capacitatea lor de reproducere este direct legată de productivitatea unei colonii. Dacă sperma stocată de o regină este deteriorată, ea poate „eșua” atunci când nu mai are suficient spermă vie pentru a produce suficiente drone și albine lucrătoare pentru a menține o colonie.

„Am vrut să aflăm ce temperaturi„ sigure ”sunt pentru albinele regine și să explorăm două căi potențiale de expunere la căldură: în timpul transportului de rutină și în interiorul coloniilor”, a spus McAfee. "Aceste informații sunt cu adevărat importante pentru apicultori, care adesea nu au cum să afle în ce stare se află reginele pe care le primesc. Acest lucru poate avea un impact dramatic asupra calității lor și a calității coloniilor lor".

În primul rând, McAfee a stabilit care era pragul pentru „eșecul” reginei și cât de multă căldură puteau rezista expunându-le la o gamă de temperaturi și durate.

"Datele noastre sugerează că temperaturile cuprinse între 15 și 38 de grade Celsius sunt sigure pentru regine", a spus McAfee. "Peste 38 de grade, procentul spermatozoizilor vii a scăzut la sau sub nivelul pe care îl vedem la reginele eșuate comparativ cu reginele sănătoase, ceea ce reprezintă o scădere de 11,5% față de 90% normal."

Cercetătorii au plasat apoi înregistrează temperatura în șapte transporturi de regine interne pe sol și unul pe calea aerului. Au descoperit că un pachet a înregistrat o creștere a temperaturii la 38 de grade Celsius, în timp ce unul a scăzut la patru grade Celsius.

„Aceste descoperiri pot ajuta la crearea unor linii directoare mai bune pentru transportul sigur al albinelor regine și pot ajuta cumpărătorii și vânzătorii să urmărească calitatea reginelor”, a declarat co-autorul Leonard Foster, profesor la Michael Smith Labs la UBC.

În timp ce coloniile de albine sunt, în general, considerate a fi bune la reglarea temperaturii din stupi, cercetătorii au dorit să știe cât de mult a fluctuat temperatura. Au înregistrat temperaturile în trei stupi în august în El Centro, California, când temperatura ambiantă la umbra de sub fiecare stup a ajuns până la 45 de grade Celsius.

Ei au descoperit că, în toate cele trei stupi, temperaturile de la cele două cadre exterioare au crescut cu 40 de grade Celsius timp de două până la cinci ore, în timp ce în două dintre stupi, temperaturile au depășit 38 de grade Celsius, unul sau două cadre mai aproape de miez.

„Acest lucru ne spune că abilitatea unei colonii de termoreglare începe să se descompună în căldură extremă, iar reginele pot fi vulnerabile la stresul de căldură chiar și în interiorul stupului”, a declarat co-autorul Jeff Pettis, consultant independent de cercetare și fost om de știință USDA-ARS.

După ce au stabilit acești parametri cheie, cercetătorii vor continua să rafineze utilizarea semnăturii de proteine ​​pentru a monitoriza stresul termic în rândul albinelor regine.

"Proteinele se pot schimba destul de ușor, așa că vrem să ne dăm seama cât durează aceste semnături și cum ar putea afecta acest lucru capacitatea noastră de a detecta aceste evenimente de stres termic", a spus McAfee. „Vreau să aflu, de asemenea, dacă putem identifica markeri similari pentru expunerea la frig și pesticide, astfel încât să putem lua mai multe decizii de management bazate pe dovezi. Dacă putem folosi aceiași markeri ca parte a unui program mai larg de biomonitorizare, atunci este de două ori mai util . "