In uno studio pubblicato di recente su Ecologia ed Evoluzione , i ricercatori hanno misurato la massa corporea, il clima locale e l'intensità degli agenti patogeni per valutare come questi fattori influenzano la tolleranza al calore e la sua variazione a livello di popolazione tra gli individui della specie Xenoglossa pruinosa, comunemente nota come la zucca canuta. Hanno scoperto che la variazione nella tolleranza al calore era influenzata dalle dimensioni, dal sesso e dallo stato di infezione delle api.

"Gli insetti di piccolo corpo, ectotermici o a sangue freddo sono considerati altamente vulnerabili ai cambiamenti climatici perché la loro capacità di mantenere una temperatura corporea adeguata dipende dalle condizioni esterne", ha affermato l'autrice dello studio Laura Jones, che ha guidato la ricerca come dottoranda. in ecologia alla Penn State e ora è ricercatore post-dottorato presso l'Università del Texas ad Austin.

"Capire come gli organismi tollerano le temperature estreme è fondamentale per valutare la minaccia che il cambiamento climatico rappresenta per la distribuzione e la persistenza delle specie."

Jones ha notato che c'è un crescente interesse nello studio della tolleranza al calore e della capacità di acclimatazione degli ectotermi di fronte alle mutevoli condizioni abiotiche come la temperatura ambiente.

"Ma pochi studi hanno esaminato gli impatti biotici, come le infezioni da agenti patogeni, sulla tolleranza termica nelle popolazioni naturali in combinazione con fattori abiotici", ha spiegato. "Inoltre, i tratti fisici come le dimensioni corporee o il contenuto di grasso possono influenzare il modo in cui gli organismi tollerano la temperatura, quindi è fondamentale considerare le condizioni individuali, così come i fattori abiotici e biotici che gli individui sperimentano negli ambienti naturali, quando si valuta la tolleranza al calore delle popolazioni. ."

Secondo i ricercatori, l'ape canuta è una specie solitaria che mostra differenze sessuali nella fisiologia e nel comportamento, impollinatrice di colture di cucurbitacee come la zucca e la zucca. Le femmine sono più grandi dei maschi e raccolgono il polline per la prole dalla mattina a mezzogiorno. Le femmine nidificano sottoterra, il che le protegge dalle variazioni della temperatura dell'aria, sebbene la struttura del suolo possa influenzare il grado di tamponamento termico poiché i terreni sabbiosi hanno una capacità termica inferiore.

I maschi, al contrario, sono più piccoli, si nutrono solo di nettare e si riparano dal caldo ritirandosi nei fiori appassiti dopo aver finito di cercare cibo a mezzogiorno. Pertanto, i maschi sono esposti a temperature ambientali più variabili rispetto alle femmine durante il giorno e la notte.

I ricercatori hanno ipotizzato che la tolleranza al calore delle api aumentasse con l'aumentare delle dimensioni corporee; che la tolleranza al calore maschile aumenterebbe con la temperatura ambiente sopra il suolo mentre la tolleranza al calore femminile aumenterebbe con terreni più sabbiosi; e che l'infezione parassitaria ridurrebbe la tolleranza al calore.

Per testare queste ipotesi, i ricercatori hanno raccolto api da zucca da 14 siti in tutta la Pennsylvania che variavano in termini di temperatura media, precipitazioni e struttura del suolo. Hanno misurato il massimo termico critico degli individui - la temperatura al di sopra della quale un organismo non può funzionare - come indicatore della tolleranza al calore e hanno determinato le intensità relative di tre gruppi di parassiti:i tripanosomi dei parassiti protozoari, il patogeno batterico Spiroplasma apis e il parassita microsporidico Vairimorpha apis.>

Il team ha scoperto che le dimensioni corporee, la temperatura ambientale e l'infezione da parassiti hanno effetti dipendenti dal contesto e dal sesso sulla tolleranza al calore nelle api da zucca.

"Sebbene entrambi i sessi abbiano mostrato una correlazione positiva tra tolleranza al calore e dimensioni, i maschi delle api zucchine hanno avuto un cambiamento maggiore nel loro massimo termico critico per unità di massa corporea rispetto alle femmine, suggerendo che potrebbe esserci un altro tratto biologico che influenza l'impatto della massa corporea sulla tolleranza al calore che differisce tra i sessi", ha affermato la coautrice dello studio Margarita López-Uribe, professoressa associata di entomologia e Lorenzo L. Langstroth Early Career Professor presso il Penn State's College of Agricultural Sciences.

Lo studio ha indicato che la temperatura media massima giornaliera, le precipitazioni e la struttura del suolo non prevedono il massimo termico critico. Tuttavia, i risultati hanno mostrato che dove le temperature massime medie erano più alte, la variazione nella tolleranza al calore tra gli individui era inferiore, suggerendo che le temperature estreme stavano "filtrando fuori" gli individui con massimi termici critici alti e bassi, hanno detto i ricercatori.

"Molte specie di api possono controllare attivamente la propria temperatura corporea indipendentemente dalle condizioni di temperatura ambientale e quindi potenzialmente mitigare gli effetti delle temperature estreme", ha affermato il coautore Rudolf Schilder, professore associato di entomologia e biologia presso il College of Agricultural Sciences e l'Eberly College of Science. . "Ma non è noto se le api zucchine abbiano un simile comportamento."

Dei tre parassiti misurati, solo i tripanosomi hanno influenzato la tolleranza al calore, e solo tra le api zucchine femmine.

"Questo impatto dell'infezione parassitaria sulla tolleranza termica femminile è particolarmente preoccupante dato che la crescita della popolazione dipende dalla fertilità femminile e che le femmine sono in genere già meno abbondanti dei maschi", ha affermato López-Uribe.

Nel complesso, ha affermato Jones, lo studio contribuisce a fornire prove crescenti del fatto che la capacità degli invertebrati di piccolo corpo di adattare o acclimatare la loro tolleranza al calore alle condizioni climatiche locali è limitata e dipende da diversi fattori.

"Dato questo, è fondamentale identificare le popolazioni che sono a rischio nei futuri scenari climatici", ha affermato. "Suggeriamo che la ricerca futura valuti le tolleranze termiche delle popolazioni attraverso la distribuzione di una specie per identificare quelle che sono più vulnerabili all'estinzione locale."