Dlaczego trzmiele są jedynymi pszczołami Arktyki?

Trzmiele, kiedy o nich myślimy przed oczami staje nam ich duży rozmiar (jak na pszczołę) oraz puszyste futerko.

I w rzeczy samej kombinacja tych dwóch prostych skojarzeń – wielkość oraz izolacja, umożliwiają trzmielowatym endotermię (utrzymywanie stałej temperatury ciała). Sprawiają również, że są to jedyne pszczoły, które mogą żyć z powodzeniem w Arktyce, gdzie w niektórych rejonach średnia temperatura w pełni lata nie przekracza 5ᵒC. W najsurowszych fragmentach występują już tylko dwa gatunki: trzmiel arktyczny (fot. 1), ostatnio rozdzielony na 2 – Bombus polaris i Bombus pyrrhopygus oraz trzmielec Bombus hyperboreus.

Aby przekonać się, jak doskonale trzmiele przystosowały się do zimnych temperatur, nie musimy od razu wybierać się na biegun północny lub choćby za koło podbiegunowe. Wystarczy w czerwcu pojechać w Tatry i przejść się Czerwonymi Wierchami, aby zobaczyć jak samice trzmiela wysokogórskiego Bombus pyrenaeus (fot. 2) walczą z wiatrem i zimnem na halach.

Najważniejszą cechą fizjologiczną trzmielowatych jest ich „stałocieplność” oraz termoregulacja. Potrafią one generować znaczną ilość ciepła metabolicznego (podwójny mechanizm wytwarzania ciepła: poprzez pracę mięśni tułowia w czasie drżenia lub lotu, spalanie cukrów). Zapewnia ono utrzymanie stałej temperatury ciała, często 30ᵒC powyżej temperatury otoczenia. Bez wygenerowania wysokiej temperatury ciała, przy swojej wadze i stosunku jej do powierzchni skrzydeł, nie byłyby w stanie latać. Trzmiel polarny potrafi oblatywać kwiaty w poszukiwaniu pyłku i nektaru w temperaturze zbliżonej do zera. Termoregulacja to także umiejętność pozbywania się nadmiaru ciepła, które jest przekazywane z tułowia do odwłoka, który ma dużo większą powierzchnię.

Przy niskiej temperaturze otoczenia, aby utrzymać odpowiednią ciepłotę tułowia trzmielowate mają doskonale zbudowany system izolacyjny. Okrywa z włosów u poszczególnych gatunków, w zależności od warunków klimatycznych w jakich żyją, mocno się różni. Trzmiel polarny, który ma najgęstszą okrywę, określany jest żartobliwie jako niezwykle włochaty teddy bear. Najdłuższe włosy ze zbadanych pod tym kątem trzmielowatych mają: trzmiel patagoński Bombus dahlbomii, największy ze wszystkich gatunków na świecie, zamieszkujący Patagonie i nazywany „latającą myszą” oraz trzmiel lapoński Bombus lapponicus z Laponii (fot. 3).

Bardzo długa talia (petiole) uniemożliwia zbyt szybkie przemieszczanie się ciepła, które zostało wytworzone w tułowiu, do odwłoka, a tym samym do jego utraty. Dodatkową rolę izolacyjną pełnią worki powietrzne oraz warstwa tłuszczu ulokowane w odwłoku (ryc. 1.).

Trzmiele dzięki doskonale zbudowanemu systemowi izolacyjnemu są w stanie wytworzyć temperaturę ciała 65-75% wyższą niż inne owady o podobnej masie i metabolizmie (trzmielce posiadają słabszą izolację).

Jeszcze jeden aspekt – życie w społeczności daje trzmielowatym (a także pszczole miodnej) pewną przewagę nad gatunkami samotniczymi i pozwala żyć w bardzo surowym klimacie. Żyjąc w gnieździe, w którym temperatura jest w miarę stała i dość wysoka (w zależności od wielkości rodziny około 25-40ᵒC) nie trudno osiągnąć odpowiednią temperaturę ciała do lotu. Charakterystycznym gatunkiem tundry, tworzącym dość liczne rodziny jest Bombus balteatus (fot. 4)

Jeżeli wybierzemy się w teren wczesnym, wiosenno-letnim porankiem, to na pewno będą towarzyszyć nam w tej wędrówce trzmiele, oblatujące kwiaty. W tym czasie na obserwacje pszczół samotnic trzeba nam będzie jeszcze poczekać. Zdolność do szybszego osiągania minimalnej temperatury do lotu jest kluczowa w arktycznych rejonach świata. W innych zaś daje dużego bonusa, gdyż to właśnie trzmiele jako pierwsze eksploatują kwiaty pełne nektaru i pyłku po nocy. I co najważniejsze bez konkurencji ze strony innych owadów ;).

Źródła:
Bernd Heinrich. Bumblebee Economics. Harvard University Press. Cambridge 1979
Dave Goulson. Bumblebees behaviour, ecology and conservation. Second Edition. Oxford University Press 2012
D. V. Alford. The life of the Bumblebee. Northern Bee Books 2009