Qué tan bien las abejas toleran las temperaturas extremas podría determinar su capacidad para persistir en un clima cambiante.
por Chuck Gill, Universidad Estatal de Pensilvania
Pero la tolerancia al calor varía entre las poblaciones y dentro de ellas, por lo que un equipo de investigación dirigido por entomólogos de Penn State examinó los rasgos físicos de las abejas, como las diferencias sexuales en la masa corporal, para comprender cómo estos rasgos interactúan con las condiciones ambientales, los patógenos y otros factores.
En un estudio publicado recientemente en Ecology and Evolution , los investigadores midieron la masa corporal , el clima local y la intensidad de los patógenos para evaluar cómo estos factores influyen en la tolerancia al calor y su variación a nivel poblacional entre los individuos de la especie Xenoglossa pruinosa, comúnmente conocida como abeja de la calabaza canosa. . Descubrieron que la variación en la tolerancia al calor estaba influenciada por el tamaño, el sexo y el estado de infección de las abejas.
“Se considera que los insectos de cuerpo pequeño, ectotérmicos (o de sangre fría) son muy vulnerables al cambio climático porque su capacidad para mantener una temperatura corporal adecuada depende de las condiciones externas”, dijo la autora del estudio, Laura Jones, quien dirigió la investigación como candidata doctoral. en ecología en Penn State y ahora es becario postdoctoral en la Universidad de Texas en Austin.
“Comprender cómo los organismos toleran las temperaturas extremas es fundamental para evaluar la amenaza que representa el cambio climático para la distribución y persistencia de las especies”.
Jones señaló que existe un interés creciente en estudiar la tolerancia al calor y la capacidad de aclimatación de los ectotermos frente a condiciones abióticas cambiantes, como la temperatura ambiente.
“Pero pocos estudios han examinado los impactos bióticos, como la infección por patógenos, sobre la tolerancia térmica en poblaciones naturales en combinación con factores abióticos”, explicó. “Además, los rasgos físicos como el tamaño corporal o el contenido de grasa pueden afectar la forma en que los organismos toleran la temperatura, por lo que es vital considerar la condición individual, así como los factores abióticos y bióticos que los individuos experimentan en entornos naturales, al evaluar la tolerancia al calor de las poblaciones. “.
Según los investigadores, la abeja de la calabaza, polinizadora de cultivos de cucurbitáceas como la calabaza y la calabaza, es una especie solitaria que exhibe diferencias sexuales en fisiología y comportamiento. Las hembras son más grandes que los machos y recolectan polen para sus crías desde la mañana hasta el mediodía. Las hembras anidan bajo tierra, lo que las protege de las variaciones de la temperatura del aire, aunque la textura del suelo puede afectar el grado de amortiguación térmica, ya que los suelos arenosos tienen una menor capacidad calorífica.
Los machos, por el contrario, son más pequeños, solo buscan néctar y se protegen del calor retirándose a flores marchitas después de terminar de buscar alimento al mediodía. Por tanto, los machos están expuestos a temperaturas ambientales más variables que las hembras durante el día y la noche.
Los investigadores plantearon la hipótesis de que la tolerancia al calor de las abejas aumentaría con el tamaño corporal; que la tolerancia al calor de los hombres aumentaría con la temperatura ambiente sobre el suelo, mientras que la tolerancia al calor de las mujeres aumentaría con suelos más arenosos; y que la infección parasitaria reduciría la tolerancia al calor.
Para probar estas hipótesis, los investigadores recolectaron abejas calabazas de 14 sitios en Pensilvania que variaban en temperatura media, precipitación y textura del suelo. Midieron el máximo térmico crítico de los individuos (la temperatura por encima de la cual un organismo no puede funcionar) como indicador de la tolerancia al calor y determinaron las intensidades relativas de tres grupos de parásitos: los tripanosomas del parásito protozoario, el patógeno bacteriano Spiroplasma apis y el parásito microsporidio Vairimorpha apis.
El equipo descubrió que el tamaño corporal, la temperatura ambiental y la infección por parásitos tienen efectos dependientes del contexto y del sexo sobre la tolerancia al calor en las abejas de la calabaza.
“Aunque ambos sexos mostraron una correlación positiva entre la tolerancia al calor y el tamaño, las abejas macho tuvieron un mayor cambio en su máximo térmico crítico por unidad de masa corporal que las hembras, lo que sugiere que puede haber otro rasgo biológico que influya en el impacto de la masa corporal en la tolerancia al calor. que difiere entre los sexos”, dijo la coautora del estudio Margarita López-Uribe, profesora asociada de entomología y profesora de carrera temprana Lorenzo L. Langstroth en la Facultad de Ciencias Agrícolas de Penn State.
El estudio indicó que la temperatura máxima diaria promedio, la precipitación y la textura del suelo no predijeron el máximo térmico crítico. Sin embargo, los resultados mostraron que donde las temperaturas máximas promedio eran más altas, la variación en la tolerancia al calor entre los individuos era menor, lo que sugiere que las temperaturas extremas estaban “filtrando” a los individuos con máximos térmicos críticos altos y bajos, dijeron los investigadores.
“Muchas especies de abejas pueden controlar activamente su temperatura corporal independientemente de las condiciones de temperatura ambiente y, por lo tanto, mitigar potencialmente los efectos de las temperaturas extremas “, dijo el coautor Rudolf Schilder, profesor asociado de entomología y biología en la Facultad de Ciencias Agrícolas y la Facultad de Ciencias Eberly. . “Pero se desconoce si las abejas de las calabazas se comportan así”.
De los tres parásitos medidos, sólo los tripanosomas influyeron en la tolerancia al calor, y sólo entre las abejas hembras de la calabaza.
“Este impacto de la infección parasitaria en la tolerancia térmica femenina es particularmente preocupante dado que el crecimiento de la población depende de la fertilidad femenina, y las hembras normalmente ya son menos abundantes que los machos”, dijo López-Uribe.
En general, dijo Jones, el estudio contribuye a la creciente evidencia de que la capacidad de los invertebrados de cuerpo pequeño para adaptar o aclimatar su tolerancia al calor a las condiciones climáticas locales es limitada y depende de varios factores.
“Teniendo en cuenta esto, es fundamental identificar las poblaciones que están en riesgo en escenarios climáticos futuros”, dijo. “Sugerimos que futuras investigaciones evalúen las tolerancias térmicas de las poblaciones en toda la distribución de una especie para identificar aquellas que son más vulnerables a la extinción local”.
Más información: Laura J. Jones et al, La masa corporal, la temperatura y la intensidad del patógeno afectan diferencialmente los máximos térmicos críticos y su variación a nivel de población en una abeja solitaria, Ecología y Evolución (2024). DOI: 10.1002/ece3.10945
