Як королеви джмелів виживають під водою понад тиждень

У 2024 році наукова спільнота була приголомшена відкриттям: королеви звичайного східного джмеля (Bombus impatiens) здатні проводити понад тиждень повністю зануреними у воду без жодних негативних наслідків для організму. Нове дослідження, результати якого були опубліковані в березні 2026 року, нарешті розкриває фізіологічні механізми, що стоять за цією надзвичайною стійкістю. Як з’ясувалося, арсенал виживання цих комах включає здатність видобувати кисень безпосередньо з води, фактично перетворюючи наземну істоту на тимчасового мешканця водного середовища.

Стратегія виживання

Щозими королеви джмелів занурюються в діапаузу — стан зупинки розвитку та різкого зниження метаболізму. Для цього вони обирають затишні підземні нори, де перебувають у стані глибокого сну до настання весни. Проте підземні сховища не завжди є безпечними. Раптове танення снігу, сильні зливи або підвищення рівня ґрунтових вод можуть перетворити суху нору на пастку, заповнену водою.

У стані діапаузи комаха занадто млява, щоб швидко зреагувати на небезпеку та залишити затоплене місце. Саме тому здатність витримувати тривале занурення є критично важливою для збереження серця майбутньої колонії. Дослідження показують, що близько 90% королев виду Bombus impatiens успішно виживають після семиденного перебування під водою, що вказує на наявність еволюційної адаптації до непередбачуваних екологічних викликів. ¹ ²

Три стовпи підводної стійкості

Група вчених під керівництвом еволюційного фізіолога Чарльза Дарво з Оттавського університету в Канаді встановила, що успіх підводного виживання джмелів базується на поєднанні трьох складних процесів: екстремального пригнічення метаболізму, анаеробного обміну речовин та підводного дихання.

Під час лабораторних експериментів дослідники помістили десятки королев у стан штучної зими, зануривши їх у холодну воду. Моніторинг газообміну та хімічного складу середовища виявив наступні механізми:

Метаболічна депресія. Діапауза сама по собі знижує рівень обміну речовин джмеля на 95%. Проте занурення у воду змушує організм перейти в ще більш економний режим. Вимірювання рівня вуглекислого газу, який слугує індикатором інтенсивності метаболізму, показало вражаюче падіння. До занурення комахи виробляли близько 15,42 мікролітра CO₂ на годину на грам маси тіла. Після восьми днів під водою цей показник скоротився до 2,35 мікролітра — лише одна шоста від початкового рівня.

Анаеробний обмін. Коли доступ до кисню обмежений, клітини переходять на енергозабезпечення без його участі. Ознакою цього процесу стало накопичення лактату в організмах піддослідних комах. Лактат є побічним продуктом анаеробного метаболізму, який дозволяє підтримувати життєдіяльність у критичних умовах.

Видобування кисню. Найбільш несподіваним відкриттям стало те, що джмелі продовжували споживати кисень навіть під водою. Рівень кисню в камері поступово знижувався, а рівень вуглекислого газу — зростав. Дослідники припускають, що комахи використовують так звану «фізичну зябру» — тонкий шар повітря, що утримується волосками на тілі джмеля. Цей прошарок дозволяє здійснювати газообмін між трахейною системою комахи та навколишньою водою.

Попри значний прогрес у розумінні процесу, деякі питання залишаються відкритими. Зокрема, науковці прагнуть точно підтвердити механізм роботи фізичної зябри та з’ясувати граничні терміни, протягом яких джмелі можуть залишатися під водою без незворотної шкоди для організму. Подальші дослідження будуть зосереджені на аналізі відновлення комах після підйому на поверхню та вивченні подібних здібностей у інших видів, що може виявити раніше невідомі резерви стійкості живої природи до змін навколишнього середовища.

Стаття була цікавою?

Оцініть цю статтю!