Massa corporal das abelhas, patógenos e clima local influenciam a tolerância ao calor
Uma abelha fêmea é capturada em um tubo na Fornalha da Pensilvânia. Os pesquisadores coletaram abelhas de 14 locais em todo o estado para avaliar como o tamanho das abelhas, o sexo e a pressão do parasita interagem com uma variedade de condições climáticas locais e características do solo. Crédito:Laura Jones A forma como as abelhas toleram os extremos de temperatura pode determinar a sua capacidade de persistir num clima em mudança. Mas a tolerância ao calor varia entre e dentro das populações, por isso uma equipa de investigação liderada por entomologistas da Penn State examinou as características físicas das abelhas – tais como as diferenças sexuais na massa corporal – para compreender como estas características interagem com as condições ambientais, os agentes patogénicos e outros factores.
Num estudo publicado recentemente em Ecology and Evolution , os pesquisadores mediram a massa corporal, o clima local e a intensidade do patógeno para avaliar como esses fatores influenciam a tolerância ao calor e sua variação em nível populacional entre indivíduos da espécie Xenoglossa pruinosa, comumente conhecida como abelha-abóbora. Eles descobriram que a variação na tolerância ao calor foi influenciada pelo tamanho, sexo e estado de infecção das abelhas.
“Insetos de corpo pequeno, ectotérmicos – ou de sangue frio – são considerados altamente vulneráveis às mudanças climáticas porque sua capacidade de manter a temperatura corporal adequada depende de condições externas”, disse a autora do estudo, Laura Jones, que liderou a pesquisa como candidata ao doutorado. em ecologia na Penn State e agora é pós-doutorado na Universidade do Texas em Austin.
“Compreender como os organismos toleram temperaturas extremas é fundamental para avaliar a ameaça que as alterações climáticas representam para a distribuição e persistência das espécies.”
Jones observou que há um interesse crescente em estudar a tolerância ao calor e a capacidade de aclimatação dos ectotérmicos diante das mudanças nas condições abióticas, como a temperatura ambiente.
“Mas poucos estudos examinaram os impactos bióticos, como a infecção por patógenos, na tolerância térmica em populações naturais em combinação com fatores abióticos”, explicou ela. "Além disso, características físicas como tamanho corporal ou teor de gordura podem afetar a forma como os organismos toleram a temperatura, por isso é vital considerar a condição individual, bem como os fatores abióticos e bióticos que os indivíduos experimentam em ambientes naturais, ao avaliar a tolerância ao calor das populações. ."
Polinizadora de culturas de cucúrbitas, como abóbora e abóbora, a abelha-abóbora é uma espécie solitária que apresenta diferenças sexuais na fisiologia e no comportamento, segundo os pesquisadores. As fêmeas são maiores que os machos e coletam pólen para os filhotes pela manhã até o meio-dia. As fêmeas nidificam no subsolo, o que as protege das variações da temperatura do ar, embora a textura do solo possa afetar o grau de amortecimento térmico, uma vez que os solos arenosos têm uma capacidade térmica mais baixa.
Os machos, em contraste, são menores, buscam apenas néctar e protegem-se do calor recolhendo-se em flores murchas depois de terminarem de forragear ao meio-dia. Assim, os homens estão expostos a temperaturas ambientes mais variáveis do que as mulheres durante o dia e a noite.
Os pesquisadores levantaram a hipótese de que a tolerância ao calor das abelhas aumentaria com o tamanho do corpo; que a tolerância masculina ao calor aumentaria com as temperaturas ambientes acima do solo, enquanto a tolerância feminina ao calor aumentaria com solos mais arenosos; e que a infecção parasitária reduziria a tolerância ao calor.
Para testar essas hipóteses, os pesquisadores coletaram abelhas de abóbora em 14 locais da Pensilvânia que variavam em temperatura média, precipitação e textura do solo. Eles mediram o máximo térmico crítico dos indivíduos - a temperatura acima da qual um organismo não pode funcionar - como um proxy para a tolerância ao calor e determinaram as intensidades relativas de três grupos de parasitas:tripanossomas parasitas protozoários, patógeno bacteriano Spiroplasma apis e parasita microsporidiano Vairimorpha apis.
A equipe descobriu que o tamanho corporal, a temperatura ambiental e a infecção parasitária têm efeitos dependentes do contexto e do sexo na tolerância ao calor nas abelhas abóbora.
"Embora ambos os sexos tenham mostrado uma correlação positiva entre a tolerância ao calor e o tamanho, os machos das abelhas abóbora tiveram uma mudança maior no seu máximo térmico crítico por unidade de massa corporal do que as fêmeas, sugerindo que pode haver outra característica biológica que influencia o impacto da massa corporal na tolerância ao calor. isso difere entre os sexos", disse a coautora do estudo Margarita López-Uribe, professora associada de entomologia e professora de início de carreira Lorenzo L. Langstroth na Faculdade de Ciências Agrícolas da Penn State.
O estudo indicou que a temperatura máxima média diária, a precipitação e a textura do solo não previram o máximo térmico crítico. No entanto, os resultados mostraram que onde as temperaturas máximas médias eram mais altas, a variação na tolerância ao calor entre os indivíduos era menor, sugerindo que as temperaturas extremas estavam “filtrando” os indivíduos com máximos térmicos críticos altos e baixos, disseram os pesquisadores.
“Muitas espécies de abelhas podem controlar ativamente a temperatura corporal independentemente das condições de temperatura ambiente e, assim, potencialmente mitigar os efeitos dos extremos de temperatura”, disse o coautor Rudolf Schilder, professor associado de entomologia e biologia na Faculdade de Ciências Agrícolas e na Faculdade de Ciências Eberly. . "Mas não se sabe se as abelhas abóbora se envolvem em tal comportamento."
Dos três parasitas medidos, apenas os tripanossomas influenciaram a tolerância ao calor – e apenas entre as abelhas fêmeas.
“Este impacto da infecção parasitária na tolerância térmica feminina é particularmente preocupante, dado que o crescimento populacional depende da fertilidade feminina, e as fêmeas já são normalmente menos abundantes que os machos”, disse López-Uribe.
No geral, disse Jones, o estudo contribui para evidências crescentes de que a capacidade dos invertebrados de pequeno porte de se adaptarem ou aclimatarem sua tolerância ao calor às condições climáticas locais é limitada e depende de vários fatores.
“Diante disto, é fundamental identificar as populações que estão em risco nos cenários climáticos futuros”, disse ela. “Sugerimos que pesquisas futuras avaliem as tolerâncias térmicas das populações em toda a distribuição de uma espécie para identificar aquelas que são mais vulneráveis à extinção local”.
