2024年，科学家们震惊地发现，大黄蜂的蜂后居然能在水中浸泡一周以上仍然安然生存，这一现象让人们对昆虫的生存能力刮目相看。
近期发表的一篇论文揭示了其中的奥秘。原来，大黄蜂的生存“工具箱”里，隐藏着一种令人惊讶的能力——它们可以从周围的水中提取氧气，暂时实现水下呼吸。
这种技能不仅能够帮助整个群体的核心成员在洞穴被水淹等极端情况下存活下来，还能让蜂后在环境条件恢复稳定后继续生存并重建群体。这一发现显示，有些物种体内可能潜藏着面对极端环境的韧性储备。
加拿大渥太华大学的进化生理学家查尔斯·达尔沃领导的研究团队表示：“我们的研究揭示了一种卓越的抗洪策略，为探究陆生昆虫在水下生存的极限、机制以及生态意义提供了坚实基础。”
每到冬季，一些昆虫会进入所谓的休眠期，这是一种发育和代谢暂停的状态。对于部分大黄蜂蜂后来说，这意味着寻找一个安全舒适的洞穴，进入休眠，仿佛按下了“贪睡按钮”。
然而，洞穴并非总是安全的。地下的休息地容易被洪水侵袭，而休眠状态下的蜂后反应迟缓，无法迅速应对突发状况。暴雨、融雪或地下水位上升等不可预测的天气事件都有可能淹没蜂巢。正因为如此，至少一种北美大黄蜂——凤仙花（Bombus impatiens）似乎已经演化出了一套适应机制。
2024年的研究显示，凤仙花蜂王在水中浸泡长达一周的存活率仍高达约90%。
研究人员终于揭示了它们生存的秘密：蜂后通过水下呼吸、厌氧代谢以及“深度代谢抑制”三者结合，进入一种极其低能耗的新陈代谢状态，从而渡过极端环境。
在实验室中，研究者对数十只冬季滞育的蜂后进行了实验，将它们浸入冷水中，同时监测新陈代谢和气体交换情况。他们测量了浸没水体和水面空气中的氧气与二氧化碳浓度。实验发现，浸没后蜂后的二氧化碳浓度仅轻微上升，而氧气浓度则下降，这表明蜂后能够从水中摄取氧气并排出二氧化碳，与呼吸现象一致。
与此同时，浸水的蜂后体内乳酸开始积累。当身体氧气供应不足时，细胞会通过无氧代谢产生能量，而乳酸正是这一过程的副产物。
更为关键的是，蜂后的新陈代谢被压制到了生存所需的最低水平。冬季滞育本就让蜂后的代谢降低了95%以上，而水下浸没又进一步抑制了能量消耗。通过二氧化碳排放量作为代谢指标，研究人员发现，在浸水前，每小时每克体重的二氧化碳产生量约为15.42微升；而在水下八天后，这一数值降至2.35微升，仅为原来的六分之一。
这些机制共同作用，使蜂后能够在水中吸收氧气，同时保持极低的能量消耗。这是一种巧妙而高效的生存策略，尽管其中的一些细节仍未完全清楚。例如，科学家尚未确认凤仙花究竟是如何从水中获取氧气的。他们推测，蜂后可能依靠一种类似物理鳃的结构——薄薄的空气层能与水体进行气体交换——但这一点仍需进一步验证。
研究团队还希望探索这种非凡能力的局限性。他们指出：“未来研究应关注水质条件及潜在的鳃效应，同时进行详细的恢复分析，以深入理解蜂后能够承受长时间浸没的适应机制。”
译自来源：sciencealert，由olaola编辑发布
封面图片：unsplash/Kai Wenzel