Bitės išgyvenimo priemonių rinkinys apima nepaprastą gebėjimą išgauti deguonį iš aplinkinio vandens – tai leidžia joms laikinai kvėpuoti po vandeniu.
Tai įgūdžiai, kurie gali padėti kolonijos širdžiai įveikti krizę, pavyzdžiui, užtvindytą urvą, leidžiant jai išgyventi ir atsigauti, kai sąlygos tampa stabilesnės. Šis atradimas rodo, kad kai kurios rūšys gali turėti paslėptų atsparumo ekstremalioms aplinkos sąlygoms rezervų.
„Mūsų tyrimų rezultatai atskleidžia neįtikėtiną potvynių tolerancijos strategiją ir suteikia pagrindą tirti sausumos vabzdžių išlikimo po vandeniu ribas, mechanizmus ir ekologinę reikšmę“, – rašo Kanados Otavos universiteto evoliucinės fiziologijos komanda.
Kiekvieną žiemą kai kurios vabzdžių rūšys žiemoja, sustabdydamos savo vystymąsi ir medžiagų apykaitą, vadinamą diapauze. Kai kurioms bitėms tai reiškia, kad reikia rasti saugų, jaukų urvą, įsikurti jame ir paspausti miego mygtuką.
Tačiau urvai ne visada yra saugūs ir patogūs. Požeminės poilsio vietos gali būti pažeidžiamos potvynių, o diapauzėje esanti kamane yra pernelyg vangi, kad galėtų greitai sureaguoti į tokią ekstremalią situaciją.
Oro reiškiniai, tokie kaip smarkus lietus, tirpstantis sniegas ar kylantis gruntinis vanduo, gali užlieti bičių urvą. Tai nebūtinai vyksta dažnai, tačiau nutinka nenuspėjamai, ir rizika yra pakankamai didelė, kad bent viena Šiaurės Amerikos rūšis – Bombus impatiens – atrodo, prisitaikė prie tokių sąlygų.
2024 m. mokslininkai atskleidė, kad šios rūšies kamanės motinėlės pasižymi labai dideliu išgyvenamumu net po to, kai būna panirusios į vandenį iki savaitės – išgyvena apie 90 procentų jų.
Dabar pagaliau paaiškėjo, kaip joms tai pavyksta: dėl kelių veiksnių derinio – kvėpavimo po vandeniu, anaerobinio metabolizmo ir „gilaus metabolizmo slopinimo“, būsenos, kai organizmo medžiagų apykaita sumažėja iki itin minimalaus lygio.
Laboratorinių eksperimentų metu mokslininkai tyrė dešimtis kamanės motinėlių, esančių žiemos diapauzėje. Tyrėjai panardino jas į šaltą vandenį ir stebėjo jų medžiagų apykaitą bei dujų apykaitos procesus.
Dujų apykaita buvo matuojama tiek vandenyje, kuriame buvo panardintos bitės, tiek ore kameroje virš vandens. Tyrėjai stebėjo anglies dioksido ir deguonies kiekius ir nustatė, kad anglies dioksido kiekis nežymiai didėjo, o deguonies – mažėjo. Tai atitinka kvėpavimo procesą – bitės iš vandens pasisavino deguonį ir išskyrė anglies dioksidą.
Tuo metu panardintų bičių organizme buvo pastebėtas laktato kaupimasis. Kai organizmas negauna pakankamai deguonies, ląstelės pereina prie medžiagų apykaitos proceso, kuris energiją gamina be deguonies. Laktatas yra šio anaerobinio metabolizmo šalutinis produktas.
Galiausiai medžiagų apykaita sumažinama iki absoliutaus minimumo, reikalingo išgyventi. Diapauzės metu kamanės motinėlės metabolizmas jau sumažėja daugiau nei 95 procentais. Panardinimas į vandenį jį sumažina dar labiau. Naudojant anglies dioksidą kaip metabolizmo rodiklį, galima aiškiai matyti šį sumažėjimą.
Prieš panardinimą į vandenį diapauzės būsenoje esančios bitės pagamindavo apie 15,42 mikrolitrus anglies dioksido per valandą vienam kūno masės gramui. Po aštuonių dienų po vandeniu šis rodiklis sumažėjo iki 2,35 mikrolitrų, arba maždaug vienos šeštosios pradinės vertės.
Šie procesai kartu leidžia motinėlėms pasisavinti deguonį iš aplinkinio vandens, tuo pat metu išlaikant jų energijos poreikį itin mažą.
