蜜蜂体重病原体和当地气候影响耐热性

蜜蜂耐受极端温度的能力决定了它们在不断变化的气候中生存的能力。但种群之间和种群内部的耐热性存在差异，因此由宾夕法尼亚州立大学昆虫学家领导的研究小组检查了蜜蜂的身体特征(例如体重的性别差异)，以了解这些特征如何与环境条件、病原体和其他因素相互作用。

在最近发表在《生态与进化》杂志上的一项研究中，研究人员测量了体重、当地气候和病原体强度，以评估这些因素如何影响耐热性及其种群水平变异。。他们发现耐热性的变化受到蜜蜂的大小、性别和感染状态的影响。

“体型较小的变温昆虫或冷血昆虫被认为非常容易受到气候变化的影响，因为它们维持适当体温的能力取决于外部条件，”该研究的领导者、博士生劳拉·琼斯(LauraJones)说。宾夕法尼亚州立大学生态学博士，现在是德克萨斯大学奥斯汀分校的博士后研究员。

“了解生物体如何耐受极端温度对于评估气候变化对物种分布和持久性构成的威胁至关重要。”

琼斯指出，面对环境温度等非生物条件的变化，人们对研究变温动物的耐热性和适应能力越来越感兴趣。

“但很少有研究探讨生物影响，例如病原体感染，与非生物因素相结合对自然种群耐热性的影响，”她解释道。“此外，体型或脂肪含量等身体特征会影响生物体对温度的耐受性，因此在评估人群的耐热性时，考虑个体状况以及个体在自然环境中经历的非生物和生物因素至关重要”。

研究人员称，白白南瓜蜂是南瓜和南瓜等葫芦科作物的传粉者，是一种在生理和行为上表现出性别差异的孤独物种。雌性比雄性大，在早上到中午为后代收集花粉。雌性在地下筑巢，这可以缓冲它们免受气温变化的影响，尽管土壤质地可能会影响热缓冲的程度，因为沙土的热容量较低。

相比之下，雄性体型较小，只以花蜜为食，在中午觅食完毕后，它们会退回到枯萎的花朵中以缓冲热量。因此，雄性在白天和晚上比雌性暴露在更多变化的环境温度中。

研究人员推测，蜜蜂的耐热性会随着体型的增大而增加。雄性的耐热性会随着地面以上的环境温度而增加，而雌性的耐热性会随着沙质土壤的增加而增加;寄生虫感染会降低耐热性。

为了检验这些假设，研究人员从宾夕法尼亚州14个平均温度、降水量和土壤质地各不相同的地点收集了南瓜蜂。他们测量了个体的临界最高温度(高于该温度，有机体无法发挥作用)作为耐热性的代表，并确定了三个寄生虫群的相对强度：原生动物寄生虫锥虫、细菌病原体蜜蜂螺原体和微孢子虫寄生虫Vairimorphaapis。

研究小组发现，体型大小、环境温度和寄生虫感染对南瓜蜂的耐热性具有环境和性别依赖性影响。

“虽然两性都表现出耐热性和体型之间的正相关性，但雄性南瓜蜂每单位体重的临界最高热值的变化比雌性更大，这表明可能还有另一种生物特征影响体重对耐热性的影响该研究的共同作者、宾夕法尼亚州立大学农业科学学院昆虫学副教授、洛伦佐·L·兰斯特罗斯早期职业教授玛格丽塔·洛佩兹-乌里韦说。

研究表明，平均日最高温度、降水量和土壤质地并不能预测临界热最大值。然而，研究人员表示，结果确实表明，在平均最高温度最高的地方，个体之间的耐热性变化较低，这表明极端温度正在“过滤”具有高和低临界热最大值的个体。

“许多蜜蜂物种可以独立于环境温度条件主动控制体温，从而有可能减轻极端温度的影响，”合著者、农业科学学院和埃伯利科学学院昆虫学和生物学副教授鲁道夫·希尔德说。。“但南瓜蜂是否有这种行为尚不清楚。”

在测量的三种寄生虫中，只有锥虫影响耐热性——而且只影响雌性南瓜蜂。

洛佩斯-乌里韦说：“鉴于人口增长取决于女性的生育能力，而女性的数量通常已经少于男性，因此寄生虫感染对女性耐热性的影响尤其令人担忧。”

琼斯说，总的来说，这项研究提供了越来越多的证据，表明小型无脊椎动物适应或适应当地气候条件的耐热性的能力是有限的，并且取决于几个因素。

“鉴于此，确定未来气候情景下面临风险的人群至关重要，”她说。“我们建议未来的研究评估物种分布范围内种群的热耐受性，以确定那些最容易遭受局部灭绝​​的物种。”