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Hace unos años, en 2022, la ecóloga Sabrina Rondeau de la Universidad de Guelph, notó por accidente que las reinas de los abejorros pueden estar bajo el agua sin ahogarse. Todo ocurrió cuando se dio cuenta de que el agua que se había acumulado en una nevera terminó inundando los recipientes donde cuatro reinas estaban hibernando. Tras sacarlas de los recipientes, Rondeau se sorprendió al descubrir que estaban vivas. Ahora, varios años después, ella y sus colegas lograron explicar cómo consiguen sobrevivir estos insectos en esas condiciones.
“Este estudio surgió de una conversación con mi coautora e investigadora postdoctoral, Sabrina Rondeau, cuyos hallazgos demostraron que estas reinas pueden sobrevivir sumergidas durante más de una semana, algo extraordinario para un insecto terrestre”, contó Charles-Antoine Darveau, profesor titular de Fisiología Comparada en el Departamento de Biología de la uOttawa, autor del estudio, citado en una nota de prensa. “Queríamos comprender cómo es posible”.
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El estudio, publicado este miércoles en Actas de la Royal Society B, parte entonces de una observación que dejó muy sorprendida a Rondeau: durante la hibernación, las reinas de abejorros pueden sobrevivir completamente sumergidas bajo el agua durante al menos una semana, sin que esto afecte su supervivencia posterior.
Este periodo de reposo, conocido como diapausa, es una fase en la que el metabolismo del insecto disminuye fuertemente. Los investigadores se propusieron analizar qué ajustes metabólicos permiten que un insecto volador terrestre relativamente grande pueda sobrevivir largos periodos bajo el agua.
Pero antes de llegar a ello, es bueno saber algunos puntos importantes. La capacidad de sobrevivir bajo el agua no es única de los abejorros. Muchos insectos pueden hacerlo gracias a distintos mecanismos de respiración subacuática, explican los investigadores en el estudio. Algunos intercambian gases directamente a través de la superficie del cuerpo, mientras que otros utilizan pequeñas burbujas de aire atrapadas entre pelos o escamas que cubren su cuerpo. Estas burbujas funcionan como una especie de “branquia física”, permitiendo el intercambio de oxígeno entre el agua y el sistema respiratorio del insecto. Además, durante los periodos de reposo los insectos reducen su consumo de oxígeno y pueden producir energía mediante vías metabólicas anaeróbicas, es decir, sin necesidad de oxígeno.
En el caso de las reinas de abejorro (Bombus impatiens), la diapausa (periodo de reposo) reduce mucho sus necesidades energéticas. Durante la hibernación, su tasa metabólica disminuye más del 95 %, en parte por las bajas temperaturas del ambiente. Para sobrevivir durante este periodo, las reinas dependen de reservas de energía acumuladas antes de la hibernación, principalmente en forma de lípidos y glucógeno. Si esas reservas se agotan demasiado rápido, por ejemplo, debido a condiciones ambientales extremas, la reina podría no sobrevivir al invierno.
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Los científicos trabajaron con reinas en hibernación inducida en laboratorio y evaluaron si podían respirar bajo el agua, midiendo el intercambio de gases. Las reinas estuvieron en diapausa (periodo de reposo) durante cuatro a cinco meses antes de sumergirlas bajo agua durante ocho días. Durante el experimento, los investigadores monitorearon su tasa metabólica y sus cambios fisiológicos.
Los resultados mostraron que, incluso estando sumergidas bajo agua, las reinas continuaban produciendo pequeñas cantidades de dióxido de carbono (CO₂) de forma constante durante entre cuatro y ocho días. Esto indica que seguían realizando cierto intercambio de gases bajo el agua, dice la investigación. Además, el análisis del agua reveló que el oxígeno disuelto disminuía, lo que sugiere que las abejas estaban utilizándolo mientras permanecían sumergidas.
Al mismo tiempo, los investigadores detectaron que las abejas acumulaban lactato, una sustancia que se produce cuando los organismos generan energía sin oxígeno, a través del llamado metabolismo anaeróbico, un proceso que permite a las células seguir produciendo energía cuando el oxígeno es escaso o inexistente.
Cuando las abejas salían del agua y comenzaban a recuperarse, los niveles de lactato volvían gradualmente a su estado normal en aproximadamente una semana. El proceso de recuperación también mostró cambios en el metabolismo. Justo después de salir del agua, las abejas presentaban un aumento inmediato en su tasa metabólica, que luego disminuía poco a poco hasta regresar a los niveles previos a la inmersión. Durante ese periodo también cambiaban sus patrones de respiración, señal de que el organismo estaba restableciendo su funcionamiento normal.
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Los investigadores concluyen que las reinas de abejorro pueden sobrevivir a inundaciones prolongadas gracias a una combinación de respiración subacuática y metabolismo anaeróbico, mientras su metabolismo se mantiene en un estado de fuerte reducción propio de la diapausa. Esta capacidad fisiológica podría ayudar a explicar cómo estos insectos logran resistir condiciones ambientales extremas, como inundaciones en los suelos donde hibernan, y ofrece pistas sobre la manera en que algunos insectos terrestres se adaptan a hábitats propensos a inundarse.
A medida que el cambio climático continúa modificando los patrones estacionales, los autores creen que la capacidad de una pequeña reina que hiberna de soportar tranquilamente días bajo el agua puede resultar más importante que nunca.
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