Белки-маркеры помогут отследить потерю фертильности у пчел из-за жары
Новое исследование Университета Британской Колумбии и Университета штата Северная Каролина предлагает способ отслеживать влияние жары на медоносных пчел, которые служат важным индикатором для других насекомых.
Тепло может убивать сперматозоиды у животных, но до сих пор было мало способов оценить его влияние на опылителей, таких как пчелы. В исследовании, опубликованном в Nature Sustainability, ученые с помощью масс-спектрометрии проанализировали сперму, хранящуюся у пчелиных маток, и обнаружили пять белков, которые активируются при воздействии на маток экстремальных температур.
Эти белки можно использовать как инструмент для мониторинга теплового стресса у маток и как индикатор более широкой потери фертильности насекомых из-за изменения климата.
Белки как индикатор стресса
«Подобно тому, как уровень холестерина указывает на риск сердечных заболеваний у людей, эти белки могут показать, испытывала ли матка тепловой стресс», — пояснила ведущий автор Элисон Макафи. Если такие признаки появятся у пчел, это будет сигналом для беспокойства о других насекомых.
Медоносные пчелы — удобный объект для мониторинга, так как они распространены по всему миру и ими управляют люди. Репродуктивная способность маток напрямую влияет на продуктивность всей колонии. Если хранимая маткой сперма повреждена, она «выходит из строя», не производя достаточного количества трутней и рабочих пчел.
Критические температуры для маток
Исследователи установили, какие температуры безопасны для маток, подвергая их воздействию тепла разной интенсивности и продолжительности.
«Наши данные показывают, что температуры от 15 до 38 градусов Цельсия безопасны для маток», — сообщила Макафи. Выше 38 °C процент живых сперматозоидов падал до уровня, характерного для «неудачных» маток, — снижение на 11,5% от нормы в 90%.
Тепловой стресс при транспортировке и в улье
Ученые разместили температурные датчики в семи партиях маток, перевозимых по земле, и в одной — по воздуху. В одной посылке температура поднималась до 38 °C, в другой — падала до 4 °C. Эти данные помогут выработать лучшие правила перевозки маток.
Также исследователи измерили температуру в трех ульях в Калифорнии в августе, когда температура в тени достигала 45 °C. Оказалось, что в крайних рамках ульев температура превышала 40 °C в течение 2–5 часов, а в двух ульях зона с температурой выше 38 °C распространялась и на рамки ближе к центру.
«Это говорит о том, что способность колонии регулировать температуру нарушается в сильную жару, и матки могут быть уязвимы даже внутри улья», — отметил соавтор Джефф Петтис.
Дальнейшие планы
Ученые продолжат изучать, как долго сохраняется белковая «подпись» теплового стресса. Также они хотят выявить аналогичные маркеры для воздействия холода и пестицидов, чтобы принимать более обоснованные решения по управлению популяциями пчел.