Las abejas melíferas podrían ayudar a controlar la pérdida de fertilidad en los insectos debido al cambio climático

por la Universidad de Columbia Británica

El calor puede matar las células de esperma en todo el reino animal, sin embargo, hay pocas maneras de controlar el impacto del calor en los polinizadores como las abejas melíferas, que son vitales para los ecosistemas y la agricultura en todo el mundo.


En un estudio publicado en Nature Sustainability , los investigadores utilizaron una técnica llamada espectrometría de masas para analizar el esperma almacenado en las reinas de las abejas melíferas y encontraron cinco proteínas que se activan cuando las reinas están expuestas a temperaturas extremas .


Las proteínas podrían usarse como una herramienta para monitorear el estrés por calor en las abejas reinas y servir como un referente para pérdidas más amplias de fertilidad de insectos debido al cambio climático .


«Al igual que los niveles de colesterol se utilizan para indicar el riesgo de enfermedad cardíaca en los humanos, estas proteínas podrían indicar si una abeja reina ha experimentado estrés por calor», dijo la autora principal, Alison McAfee, bioquímica de los laboratorios Michael Smith en UBC y postdoc en Carolina del Norte. Estado. «Si comenzamos a ver que surgen patrones de choque térmico entre las abejas, es cuando realmente tenemos que empezar a preocuparnos por otros insectos».


Aunque las abejas melíferas son bastante resistentes en comparación con otros insectos no sociales, son un proxy útil porque son manejadas por humanos en todo el mundo y son fáciles de probar.


Los investigadores estaban particularmente interesados en las abejas reinas porque su capacidad reproductiva está directamente relacionada con la productividad de una colonia. Si el esperma almacenado por una reina está dañado, puede «fallar» cuando ya no tiene suficiente esperma vivo para producir drones y abejas obreras suficientes para mantener una colonia.


«Queríamos descubrir cuáles son las temperaturas ‘seguras’ para las abejas reina y explorar dos rutas potenciales para la exposición al calor: durante el envío de rutina y dentro de las colonias», dijo McAfee. «Esta información es realmente importante para los apicultores, que a menudo no tienen forma de saber en qué estado se encuentran las reinas que reciben. Eso puede tener un impacto realmente dramático en la calidad y calidad de sus colonias».


Primero McAfee estableció cuál era el umbral para el «fracaso» de la reina y cuánto calor podían soportar al exponerlos a un rango de temperaturas y duraciones.


«Nuestros datos sugieren que las temperaturas entre 15 y 38 grados centígrados son seguras para las reinas», dijo McAfee. «Por encima de 38 grados, el porcentaje de espermatozoides vivos se redujo al nivel que vemos en las reinas fallidas o por debajo de las reinas sanas, lo que representa una disminución del 11,5 por ciento del 90 por ciento normal».


Luego, los investigadores colocaron registradores de temperatura en siete envíos domésticos de reina por tierra y uno por aire. Descubrieron que un paquete experimentó un pico de temperatura de 38 grados Celsius, mientras que uno cayó a cuatro grados Celsius.


«Estos hallazgos pueden ayudar a crear mejores pautas para el transporte seguro de la abeja reina y ayudar a los compradores y vendedores a rastrear la calidad de las reinas», dijo el coautor Leonard Foster, profesor de Michael Smith Labs en UBC.


Si bien se cree que las colonias de abejas generalmente son buenas para regular la temperatura dentro de las colmenas, los investigadores querían saber cuánto fluctuaba realmente la temperatura. Registraron las temperaturas en tres colmenas en agosto en El Centro, California, cuando la temperatura ambiente en la sombra debajo de cada colmena alcanzó los 45 grados centígrados.


Descubrieron que en las tres colmenas, las temperaturas en los dos marcos más exteriores aumentaron más de 40 grados Celsius durante dos a cinco horas, mientras que en dos de las colmenas, las temperaturas excedieron los 38 grados Celsius uno o dos cuadros más cerca del núcleo.


«Esto nos dice que la capacidad de una colonia de termorregular comienza a descomponerse en condiciones de calor extremo, y las reinas pueden ser vulnerables al estrés por calor incluso dentro de la colmena», dijo el coautor Jeff Pettis, consultor de investigación independiente y ex científico del USDA-ARS.


Una vez establecidos estos parámetros clave, los investigadores continuarán refinando el uso de la firma de proteínas para controlar el estrés por calor entre las abejas reina.


«Las proteínas pueden cambiar con bastante facilidad, por lo que queremos saber cuánto duran estas firmas y cómo eso podría afectar nuestra capacidad para detectar estos eventos de estrés por calor «, dijo McAfee. «También quiero determinar si podemos identificar marcadores similares para la exposición al frío y a los pesticidas, para poder tomar decisiones de manejo más basadas en la evidencia. Si podemos usar los mismos marcadores como parte de un programa de biomonitoreo más amplio, entonces eso es el doble de útil.