Las olas de calor históricamente altas que afectaron el suroeste de los Estados Unidos y el sur de Europa este verano están causando problemas a más que solo a los humanos.
por Adrienne Berard, Universidad Estatal de Pensilvania
Las olas de calor extremo afectan a los polinizadores y a los patógenos que viven en ellos, creando un desequilibrio mutuo que podría tener importantes consecuencias económicas y de salud pública.
Un equipo de investigación global dirigido por Penn State fue el primero en estudiar cómo las olas de calor extremo afectan la relación huésped-patógeno entre dos especies de abejas solitarias (Osmia cornifrons y Osmia lignaria) y un patógeno protozoario (Crithidia mellificae). Los investigadores publicaron recientemente sus hallazgos en la revista Frontiers in Ecology and Evolution .
Los investigadores descubrieron que el doble golpe de la exposición al calor extremo y la infección previa hacían que las abejas solitarias , que representan más del 90% de las aproximadamente 4000 especies de abejas en América del Norte, tuvieran menos probabilidades de buscar comida. Si las abejas no se alimentan, no comen y, lo que es más importante para los humanos, no polinizan cultivos que son vitales para la economía mundial y la seguridad alimentaria.
«Ahora estamos experimentando las temperaturas más altas en la historia registrada», dijo Mitzy Porras, investigadora postdoctoral en la Facultad de Ciencias Agrícolas de Penn State y autora principal del estudio. «Estas olas de calor duran tres o incluso cuatro días, que es un largo período de tolerancia al calor para las abejas. Luego, cuando se combina eso con una infección previa de un patógeno, observamos dos factores que pueden tener un impacto gravemente negativo en los polinizadores poblaciones».
Los investigadores idearon un método experimental para probar que Porras llama «audacia térmica», la cantidad de calor que una abeja puede soportar para moverse a una fuente de alimento. Las abejas fueron colocadas en un túnel. A un lado del túnel había una cámara con temperaturas similares a las que se experimentarían en una ola de calor de verano , y al otro lado de la cámara caliente había una comida de agua azucarada y polen. El equipo descubrió que las abejas, que previamente habían sido infectadas con un patógeno protozoario común, eran mucho menos tolerantes al calor y mucho menos propensas a correr el riesgo de pasar a través de la cámara para comer.
En general, encontraron que el calor impactó negativamente tanto en la abeja huésped como en su patógeno, pero el huésped se llevó la peor parte. La exposición al calor disminuyó la audacia térmica de las abejas y su tolerancia al calor, mientras que la tasa de crecimiento del patógeno solo se vio ligeramente afectada negativamente por el calor.
“Estas relaciones asimétricas entre organismos a menudo se pasan por alto cuando se estudian los impactos climáticos , pero son esenciales si queremos entender lo que realmente está pasando”, dijo Porras. «Cuando observamos al huésped y al patógeno en conjunto, encontramos que la infección reduce en gran medida la tolerancia al calor en el huésped, un hallazgo que no habríamos descubierto si solo hubiéramos estado estudiando las abejas».
Los investigadores encontraron que una abeja sana podía tolerar una ola de calor de 109,4 grados Fahrenheit, pero después de la infección su tolerancia se redujo a 98,6 grados Fahrenheit.
«Nuestros resultados arrojan luz sobre las implicaciones de las olas de calor extremas en la dinámica huésped-patógeno en un mundo más cálido», dijo el coautor Ed Rajotte, profesor emérito de entomología en Penn State. «No vamos a ver un cambio simple y lineal a medida que el clima se calienta. Cada organismo responderá de manera diferente y las relaciones entre los organismos se alterarán fundamentalmente. Si vamos a tratar de predecir los impactos del cambio climático, las relaciones son importantes». Los cambios en nuestros ecosistemas tienen consecuencias reales y debemos comprender las sutilezas si vamos a prepararnos para la realidad de un clima cambiante».
Las abejas solitarias, a menudo llamadas los caballos de batalla del mundo de los polinizadores debido a su alta capacidad de alimentación, viven aproximadamente un año, pero solo están activas fuera de sus nidos durante dos a cuatro semanas, por ejemplo, a principios de la primavera. Hacen toda una vida de polinización en menos de un mes, explicó Rajotte.
Para los humanos, una ola de calor de tres o cuatro días puede ser solo un incidente incómodo, pero para una abeja solitaria, puede representar una cuarta parte del tiempo total que está activa fuera de sus nidos, y puede afectar gravemente su aptitud para aparearse, polinizar y producir descendencia. Los investigadores demostraron que su salud se ve aún más comprometida si han sido infectados previamente con un patógeno.
El equipo concluyó que la exposición al calor extremo reduce la tolerancia al calor de las abejas en general, pero las olas de calor exacerbaron los efectos adversos de la infección en la fisiología térmica de las abejas y, en última instancia, afectaron su comportamiento.
«Tenemos que pensar en el panorama general», dijo Porras. «El cambio climático no solo está afectando a las especies, sino que está afectando las relaciones entre las especies y eso podría tener enormes implicaciones para la salud humana y el planeta en su conjunto».
Otros coautores de Penn State en el artículo son David Biddinger y Sharifa Crandall. Los otros autores son Carlos Navas y Gustavo Agudelo-Cantero; Michel Geovanni Santiago-Martínez de la Universidad de Connecticut; y Volker Loeschcke y Jesper Givskov Sørensen de la Universidad de Aarhus en Dinamarca.
Más información: Mitzy F. Porras et al, Extreme heat alteras the performance of hosts and patógeno, Frontiers in Ecology and Evolution (2023). DOI: 10.3389/fevo.2023.1186452
