探究热浪对雄性熊蜂发育及感官反应的影响:气候变化下传粉昆虫的新挑战

【字体: 时间:2025年04月27日 来源:Animal Behaviour 2.3

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  为探究热浪对熊蜂的影响,研究人员以 B. terrestris audax 微群落为对象,研究不同强度模拟热浪(32–34 °C 和 36–38 °C)的作用。结果显示,热浪中工蜂无法维持育雏最佳温度,36–38 °C 热浪影响成年雄蜂对 UV 光的初始反应,这对理解熊蜂应对气候变化意义重大。

  在全球气候变化的大背景下,极端天气事件愈发频繁,其中热浪对昆虫的生存和繁衍构成了严重威胁。昆虫的生理极限高度依赖于气候因素,温度的变化会显著影响它们的基本生理和行为功能。蜜蜂作为重要的传粉昆虫,在生态系统中扮演着不可或缺的角色,然而它们对极端温度十分敏感。熊蜂(Bumble bees)作为蜜蜂的一种,主要栖息在温带地区,其在夏季繁殖发展种群,而这一时期恰好是极端高温事件频发的时候。此前的研究多聚焦于热浪对蜜蜂工蜂的影响,却常常忽视了雄蜂的重要性。实际上,雄蜂在蜂王受精和新巢建立过程中起着关键作用,其生存状况同样关乎整个蜂群的延续。为了深入了解热浪对熊蜂的影响,来自国外的研究人员开展了相关研究,该研究成果发表在《Animal Behaviour》杂志上。
研究人员主要运用了以下几种关键技术方法:一是构建微群落(Microcolonies),将商业培育的熊蜂群落分成多个无王微群落,用于模拟自然环境下的小群体;二是利用热成像技术,监测微群落中育雏的表面温度,以此判断工蜂在热浪中的体温调节能力;三是设计行为试验,针对成年雄蜂设置不同的感官刺激,包括味觉(Gustation)、机械感觉(Mechanosensation)和视觉(Vision)刺激,观察其反应;四是进行形态测量,通过测量雄蜂的翅基距(Intertegular Distance,ITD)来评估其体型大小变化。

在研究结果部分,首先是体温调节方面。研究人员通过热成像技术测量育雏表面温度发现,熊蜂工蜂在热浪暴露期间无法将育雏温度维持在 28–32 °C 的最佳范围内。与对照组相比,模拟热浪 32–34 °C 和 36–38 °C 处理组的育雏温度显著更高,且两个热浪处理组之间无显著差异。这表明在热浪来袭时,工蜂的体温调节能力受到了极大挑战。

其次是对刺激的反应。在幼虫阶段,研究人员对 84 只熊蜂进行测试,结果显示暴露于模拟热浪对其味觉(蔗糖溶液刺激)、机械感觉(气吹刺激)和视觉(UV 光和白光刺激)这三种感官系统相关的四种刺激均无显著影响。不过,与味觉和机械感觉系统相比,视觉刺激尤其是白光刺激引发的正确反应比例相对较低。而在蛹阶段,研究人员测试了 82 只熊蜂,发现成年雄蜂对蔗糖溶液和气吹刺激的正确反应比例较高。但暴露于 36–38 °C 热浪的蛹发育成的成年雄蜂,对 UV 光刺激的正确反应比例显著低于对照组;暴露于 32–34 °C 热浪的蛹发育成的成年雄蜂,对 UV 光刺激的正确反应比例虽低于对照组,但差异不显著,不过这一趋势仍值得进一步研究。同样,成年雄蜂对白光刺激的正确反应比例较低,且各处理组间无显著差异。

最后是雄蜂体型方面。研究人员测量了不同处理组成年雄蜂的翅基距,发现无论是在幼虫还是蛹阶段暴露于热浪,雄蜂的体型大小均无显著差异。尽管在幼虫阶段暴露于热浪的雄蜂体型有变小的趋势,但未达到统计学意义。

在结论和讨论部分,此次研究表明熊蜂工蜂在热浪中难以维持育雏的最佳温度,这可能会影响后代的发育和生存。而且,短期暴露于 36–38 °C 热浪的蛹发育成的成年雄蜂,对 UV 光刺激的反应受到显著影响,这对雄蜂的生存、新巢建立以及植物授粉都可能产生不利影响。然而,研究并未明确发育过程中暴露于非最佳温度影响雄蜂对 UV 光刺激反应的具体机制。此外,研究还发现不同处理组的熊蜂对白光刺激反应普遍较低,其原因有待进一步探究。在幼虫阶段,热浪暴露对成年雄蜂的感官反应无显著影响,可能是因为昆虫在变态发育过程中具有修复和重组形态生理特征的能力,或者是该物种在不同发育阶段的耐热性不同。同时,研究未发现热浪暴露对雄蜂体型有显著影响,但考虑到样本量以及其他影响体型的因素,未来研究可增加样本量并综合考虑更多因素。

总的来说,这项研究意义重大。它揭示了热浪对熊蜂尤其是雄蜂的影响,让我们认识到在气候变化背景下,熊蜂面临的新挑战。这有助于我们更全面地理解传粉昆虫在极端环境下的生存状况,为制定合理的保护策略提供了重要依据。后续研究可以进一步探讨不同因素的交互作用,如农药暴露、营养压力和栖息地丧失等与热浪共同作用对熊蜂生存的影响,从而更有效地保护这些重要的传粉昆虫,维护生态系统的平衡和稳定。

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