Dans une étude publiée récemment dans Ecology and Evolution , les chercheurs ont mesuré la masse corporelle, le climat local et l'intensité des agents pathogènes pour évaluer comment ces facteurs influencent la tolérance à la chaleur et sa variation au niveau de la population parmi les individus de l'espèce Xenoglossa pruinosa, communément appelée abeille de la courge cendrée. Ils ont découvert que la variation de la tolérance à la chaleur était influencée par la taille, le sexe et le statut infectieux des abeilles.

"Les insectes de petite taille, ectothermiques ou à sang froid, sont considérés comme très vulnérables au changement climatique, car leur capacité à maintenir une température corporelle adéquate dépend des conditions extérieures", a déclaré l'auteur de l'étude, Laura Jones, qui a dirigé la recherche en tant que doctorante. en écologie à Penn State et est maintenant chercheur postdoctoral à l'Université du Texas à Austin.

"Comprendre comment les organismes tolèrent les températures extrêmes est essentiel pour évaluer la menace que le changement climatique fait peser sur la répartition et la persistance des espèces."

Jones a noté qu'il existe un intérêt croissant pour l'étude de la tolérance à la chaleur et de la capacité d'acclimatation des ectothermes face aux conditions abiotiques changeantes telles que la température ambiante.

"Mais peu d'études ont examiné les impacts biotiques, tels que l'infection pathogène, sur la tolérance thermique des populations naturelles, en combinaison avec des facteurs abiotiques", a-t-elle expliqué. "En outre, les caractéristiques physiques telles que la taille du corps ou la teneur en graisse peuvent avoir un impact sur la façon dont les organismes tolèrent la température. Il est donc essentiel de prendre en compte la condition individuelle, ainsi que les facteurs abiotiques et biotiques que les individus subissent dans les environnements naturels, lors de l'évaluation de la tolérance à la chaleur des populations. ."

Pollinisateur de cultures de cucurbitacées telles que la courge et la citrouille, l'abeille de la courge cendrée est une espèce solitaire qui présente des différences sexuelles en termes de physiologie et de comportement, selon les chercheurs. Les femelles sont plus grandes que les mâles et collectent le pollen pour leur progéniture du matin jusqu'à midi. Les femelles nichent sous terre, ce qui les protège des variations de température de l'air, bien que la texture du sol puisse affecter le degré de tampon thermique car les sols sableux ont une capacité thermique plus faible.

Les mâles, en revanche, sont plus petits, se nourrissent uniquement de nectar et se protègent de la chaleur en se retirant dans les fleurs fanées après avoir fini de se nourrir à midi. Ainsi, les mâles sont exposés à des températures ambiantes plus variables que les femelles, de jour comme de nuit.

Les chercheurs ont émis l’hypothèse que la tolérance à la chaleur des abeilles augmenterait avec la taille du corps; que la tolérance à la chaleur des mâles augmenterait avec les températures ambiantes au-dessus du sol, tandis que la tolérance à la chaleur des femelles augmenterait avec des sols plus sableux ; et cette infection parasitaire réduirait la tolérance à la chaleur.

Pour tester ces hypothèses, les chercheurs ont collecté des abeilles de courges sur 14 sites à travers la Pennsylvanie dont la température moyenne, les précipitations et la texture du sol variaient. Ils ont mesuré le maximum thermique critique des individus - la température au-dessus de laquelle un organisme ne peut pas fonctionner - comme indicateur de la tolérance à la chaleur et ont déterminé les intensités relatives de trois groupes de parasites :les trypanosomes de parasites protozoaires, le pathogène bactérien Spiroplasma apis et le parasite microsporidien Vairimorpha apis.

L'équipe a découvert que la taille du corps, la température ambiante et l'infection parasitaire ont des effets dépendants du contexte et du sexe sur la tolérance à la chaleur chez les abeilles des courges.

"Bien que les deux sexes aient montré une corrélation positive entre la tolérance à la chaleur et la taille, les abeilles mâles ont présenté un plus grand changement dans leur maximum thermique critique par unité de masse corporelle que les femelles, ce qui suggère qu'il pourrait y avoir un autre trait biologique influençant l'impact de la masse corporelle sur la tolérance à la chaleur. qui diffère selon les sexes", a déclaré Margarita López-Uribe, co-auteure de l'étude, professeure agrégée d'entomologie et Lorenzo L. Langstroth, professeur de début de carrière au Collège des sciences agricoles de Penn State.

L’étude a indiqué que la température maximale quotidienne moyenne, les précipitations et la texture du sol ne prédisaient pas le maximum thermique critique. Cependant, les résultats ont montré que là où les températures maximales moyennes étaient les plus élevées, la variation de la tolérance à la chaleur entre les individus était plus faible, ce qui suggère que les températures extrêmes "filtraient" les individus ayant des maximums thermiques critiques élevés et faibles, ont indiqué les chercheurs.

"De nombreuses espèces d'abeilles peuvent contrôler activement leur température corporelle indépendamment des conditions de température ambiante et ainsi potentiellement atténuer les effets des températures extrêmes", a déclaré le co-auteur Rudolf Schilder, professeur agrégé d'entomologie et de biologie au Collège des sciences agricoles et au Collège des sciences d'Eberly. . "Mais on ne sait pas si les abeilles des courges adoptent un tel comportement."

Sur les trois parasites mesurés, seuls les trypanosomes influençaient la tolérance à la chaleur – et uniquement chez les abeilles femelles des courges.

"Cet impact de l'infection parasitaire sur la tolérance thermique des femelles est particulièrement préoccupant étant donné que la croissance démographique dépend de la fertilité des femelles et que les femelles sont généralement déjà moins abondantes que les mâles", a déclaré López-Uribe.

Dans l'ensemble, a déclaré Jones, l'étude contribue à la preuve croissante que la capacité des invertébrés de petite taille à adapter ou à acclimater leur tolérance à la chaleur aux conditions climatiques locales est limitée et dépend de plusieurs facteurs.

« Compte tenu de cela, il est essentiel d'identifier les populations qui sont à risque dans les futurs scénarios climatiques », a-t-elle déclaré. "Nous suggérons que les recherches futures évaluent les tolérances thermiques des populations dans l'aire de répartition d'une espèce afin d'identifier celles qui sont les plus vulnérables à une extinction locale."