История этого открытия началась со случайности. В одном из предыдущих экспериментов ученые нечаянно залили контейнер с зимующими матками водой — и, когда жидкость слили, насекомые оказались живы. Такой лабораторный конфуз заставил исследователей задаться вопросом: как такое возможно?
Удивительную способность шмелей обнаружили исследователи Оттавского университета — оказалось, что эти насекомые могут выживать под водой до восьми дней. В ходе эксперимента ученые увидели, как они используют сразу несколько физиологических механизмов для дыхания в затопленных подземных камерах во время зимней спячки. Научный журнал Proceedings of the Royal Society B опубликовал результаты этого необычного исследования.
В ходе эксперимента матки шмелей провели 4−5 месяцев в лабораторных условиях, имитирующих зимнюю спячку. После этого их погрузили под воду на восемь суток, в течение которых специалисты отслеживали метаболический уровень и физиологические изменения подопытных особей. Интересно, что после извлечения из воды у насекомых наблюдался резкий скачок обмена веществ, продолжавшийся несколько дней.
Открылось два основных механизма, позволяющих шмелям выживать в экстремальных условиях. Под водой их организм работает очень медленно и почти не потребляет кислород. При этом энергия вырабатывается без кислорода, из-за чего в организме накапливается молочная кислота.
Это открытие проливает свет на то, как шмелиные матки справляются с весенними паводками. В период зимовки они зарываются в почву и впадают в диапаузу — особое физиологическое состояние. При весеннем таянии снега их подземные убежища нередко оказываются затопленными, но теперь понятно, почему это не приводит к гибели насекомых. Такая адаптация особенно важна в условиях участившихся климатических аномалий. На самом деле многие насекомые не боятся воды. Группа ученых из Токийского университета недавно обнаружила, что японские осы вида Vespa mandarinia способны находиться под водой до 12 часов благодаря особым воздушным карманам в их экзоскелете.
Ученые пока точно не знают, как шмели могут дышать под водой. Обычно насекомые дышат через маленькие отверстия по бокам тела — спирали, и во время спячки они могут долго оставаться закрытыми, не пропуская воду. Предполагается, что кислород все равно попадает в организм через поверхность тела: крошечные пузырьки воздуха, удерживаемые волосками, работают как маленькая «жабра». Получается, что матка шмеля словно носит на теле мини-акваланг.
Ранее мы писали о том, как шмели тоже принимают решения, какую клубнику съесть.
