Una fina capa de aire se adhiere a su cuerpo, permitiéndoles usar su sistema respiratorio normal: la tráquea
En la mayoría de las especies de abejas, las reinas pasan el invierno enterradas bajo tierra en una pequeña cavidad del tamaño de una uva. Durante seis a nueve meses, entran en un estado de hibernación profundo llamado diapausa, a la espera de la primavera.
A medida que el cambio climático provoca lluvias más intensas en muchas regiones, estas reinas que hibernan se enfrentan a riesgos cada vez mayores de inestabilidad en el subsuelo, incluidas las inundaciones.
Por suerte, estos insectos pueden sobrevivir días bajo el agua sin ahogarse. Sorprendentemente, una nueva investigación revela que lo logran respirando continuamente mientras permanecen sumergidas hasta ocho días.
Todo comenzó con un accidente de laboratorio
"Inicialmente descubrimos debido a un accidente que las reinas de abeja que hibernan pueden sobrevivir a la inmersión. Durante un experimento en la Universidad de Guelph, algunos de los tubos donde las reinas hibernaban en el refrigerador del laboratorio se llenaron accidentalmente de agua", dice Nigel Raine, Profesor/Cátedra de Conservación de Polinizadores de la Familia Rebanks en la Universidad de Guelph.
"Inicialmente, supusimos que las reinas habían muerto. Pero tras vaciar el agua, comenzaron a moverse y pronto se recuperaron. Esto sugiere que las reinas de las abejas podrían sobrevivir a la inmersión".
"Así pues, diseñamos un experimento de seguimiento con 143 reinas de abejorro oriental común (Bombus impatiens). Esto confirmó que no se trataba de una casualidad: las reinas resistieron la inmersión total durante una semana".
Esto planteó una intrigante pregunta: ¿Cómo puede sobrevivir bajo el agua este insecto polinizador terrestre? Para responderla, los investigadores adoptaron un enfoque diferente: estudiar su fisiología.
Imagen derecha: Una abeja reina respirando bajo el agua. (Charles-Antoine Darveau)
El corazón de la colonia
La reina es el corazón de una colonia de abejorros y su única posibilidad de producir la siguiente generación. Si bien solemos oír el zumbido de las obreras visitando las flores durante el verano, rara vez vemos a las reinas. Pasan gran parte de la temporada dentro del nido, poniendo huevos que se convertirán en obreras y, más adelante en el verano, en machos y nuevas reinas.
Cuando llega el invierno, mueren la mayoría de los miembros de la colonia y solo sobreviven las reinas recién nacidas. Tras el apareamiento, estas nuevas reinas se dispersan y se entierran bajo tierra, instalándose cada una en una pequeña cavidad donde entran en diapausa.
Cuando por fin llega la primavera, las reinas que sobrevivieron a su largo letargo subterráneo emergen de sus madrigueras y comienzan la importante tarea de fundar una nueva colonia.
Respirando bajo el agua
"Para comprender cómo estas reinas pueden sobrevivir a la inmersión, estudiamos su respiración y metabolismo en nuestro laboratorio de la Universidad de Ottawa", dice Sabrina Rondeau, investigadora postdoctoral en ecología de polinizadores de esa Universidad.
Durante la diapausa, las reinas ya se encuentran en un modo de ahorro energético extremo. La energía que necesitan para sobrevivir (conocida como su tasa metabólica) disminuye en más del 99 %. Al sumergirse, las necesidades energéticas se reducen aún más. Con una demanda de oxígeno tan baja, se vuelve posible la respiración subacuática.
Imagen: Las colonias de abejorros dependen por completo de la supervivencia de las reinas que hibernan. (Lucas Borg-Darveau/Proceedings B)
Pero, ¿Cómo determinamos si las reinas respiran realmente bajo el agua? Una forma es midiendo los gases que intercambian con el agua circundante. Los autores del estudio hicieron esto y los resultados fueron sorprendentes: las reinas consumieron oxígeno continuamente y liberaron dióxido de carbono bajo el agua durante un período de ocho días de inmersión.
Muchos insectos acuáticos utilizan un sencillo truco para respirar bajo el agua. Una fina capa de aire se adhiere a su cuerpo, permitiéndoles usar su sistema respiratorio normal: la tráquea. El oxígeno del agua circundante se difunde lentamente en esta capa de aire. Es probable que las reinas de los abejorros utilicen el mismo mecanismo.
Sin embargo, la respiración subacuática por sí sola no satisface completamente las necesidades energéticas de la reina. Para compensar esta deficiencia, las reinas también producen energía mediante el metabolismo anaeróbico, un proceso que no requiere oxígeno. Esta vía metabólica produce ácido láctico, que se detectó en las reinas durante la inmersión.
Estos trucos fisiológicos permiten a las reinas sobrevivir bajo el agua, pero tienen un precio. Tras salir a la superficie, las reinas pasan varios días recuperándose, consumiendo mucha más energía de la que habrían consumido si no se hubieran sumergido.
Imagen derecha: Una abeja reina en su hibernáculo (madriguera subterránea). (Sabrina Rondeau)
Una inesperada resistencia
Las reinas de los abejorros pasan los inviernos solas, enterradas bajo tierra y dependiendo de la energía almacenada para sobrevivir hasta la primavera. Su capacidad para tolerar días sumergidas —e incluso respirar bajo el agua— revela una inesperada resistencia ante uno de los peligros de la vida subterránea.
Esto es importante porque las colonias de abejorros dependen por completo de la supervivencia de las reinas que hibernan. Si una reina muere durante el invierno, nunca existirá la colonia que habría fundado la primavera siguiente.
Esta capacidad de sobrevivir sumergida podría desempeñar un importante papel —y hasta ahora ignorado— en la resiliencia de las poblaciones de abejorros amenazadas.
Incluso en el caso de insectos conocidos y relativamente bien estudiados como los abejorros, aún queda mucho por aprender sobre las sorprendentes maneras en que se adaptan a los desafíos ambientales.
El estudio se ha publicado en Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences: Diapausing bumble bee queens avoid drowning by using underwater respiration, anaerobic metabolism and profound metabolic depression
