Пчелиный SOS: как жара и загрязнение меняют жужжание опылителей

Жужжание пчел, привычный саундтрек лета, меняется. Новейшие исследования показывают, что аномально высокие температуры и воздействие тяжелых металлов заставляют этих насекомых жужжать на более низких частотах. Это тревожный сигнал, ведь от высоты и характера пчелиного гула зависит не только общение внутри улья, но и судьба урожая многих растений.

Многие не догадываются, что пчелы используют свои мощные летательные мышцы не только для полета. С их помощью они общаются, защищаются и, что самое важное, опыляют растения. «Вибрационное опыление — это невероятное поведение, при котором пчела обвивает своим телом пыльники цветка и сокращает летательные мышцы до 400 раз в секунду», — объясняет доктор Чарли Вудроу из Уппсальского университета. Создаваемая вибрация буквально вытряхивает пыльцу, которая иначе осталась бы недоступной.

Чтобы понять, как меняется этот жизненно важный процесс, команда доктора Вудроу провела эксперименты на шмелях вида Bombus terrestris, распространенного в Европе. С помощью сверхчувствительных акселерометров, прижатых к грудке шмеля или цветку, ученые смогли измерить точную частоту вибраций. «Мы также использовали тепловизоры, чтобы увидеть, как пчелы справляются с избыточным теплом, которое они генерируют при жужжании», — добавляет Вудроу. Наблюдения с помощью высокоскоростной съемки принесли и вовсе неожиданное открытие: оказалось, пчелы не просто вибрируют на цветках, но и периодически передают им вибрации, прикусывая их.

Результаты подтвердили, что температура играет гораздо более важную роль, чем считалось ранее. Как и повышенная температура, воздействие тяжелых металлов также снижает частоту сокращения мышц во время жужжания. Удивительно, но эксперименты, проведенные в Арктике и в более южных широтах, не выявили существенных различий. Это говорит о том, что свойства жужжания определяются не локальной адаптацией, а фундаментальными особенностями мышечной физиологии пчел.

Понимание этих изменений открывает новые возможности. Характер жужжания может стать уникальным маркером стресса или загрязнения окружающей среды. «Поскольку мы теперь знаем, что некоторые загрязнители влияют на гул, который издают пчелы, они могут служить своего рода индикатором здоровья всей экосистемы», — отмечает Вудроу. Эти данные помогут выявлять виды и регионы, находящиеся в группе наибольшего риска, а также улучшить системы ИИ-мониторинга популяций пчел по звуку.

Последствия нарушения вибраций могут быть катастрофическими. Это грозит сбоями в коммуникации внутри колонии, неэффективной терморегуляцией и, как следствие, проблемами с добычей пищи для потомства. Но больше всего беспокоит угроза для опыления. «Вибрационное опыление очень энергозатратно и заставляет пчелу выделять много тепла. Поэтому, если в окружающей среде становится слишком жарко, она может просто начать избегать таких цветов», — предупреждает доктор Вудроу. Это прямой путь к снижению биоразнообразия и продовольственному кризису.

Научные открытия в этой области важны не только для оценки экологических рисков, но и для поиска решений. Полученные данные уже используются для разработки микророботов, способных имитировать вибрации пчел. Это поможет не только глубже понять сам процесс высвобождения пыльцы, но и, возможно, однажды поможет создать технологию для защиты и поддержки опыления в будущем.