A méhek hőszabályozása
2014. április 14. írta: acheta

A méhek hőszabályozása

TERMOREGULÁCIÓ AZ EGYED ÉS A FÉSZEK SZINTJÉN

Szerző: Bakos Réka

A poszméhek benépesítették Földünk leghidegebb vidékeit, az északi sarkkörön túl is előfordulnak képviselőik (pl. sarki poszméh), valamint magashegységekben, 5000 méteres tengerszint feletti magasságon is találkozhatunk velük (pl. Bombus himalayanus). A poszméh anyák már kora tavasszal előbújnak, s dolgozóikat láthatjuk ősz derekán is virágzó növényfajokon gyűjtögetni, táplálkozni. Napi aktivitásuk is korábban indul, és később ér véget más méhfajokhoz viszonyítva.  A testüket sűrűn fedő szőrzet és termoregulációs képességük – azaz, hogy képesek befolyásolni testhőmérsékletüket viselkedési vagy fiziológiai mechanizmusokkal – tette mindezt lehetővé.

A poszméhek, mint hőszabályozást végző rovarok testhőmérséklete roppant egyenetlen. Relatív magas, állandó torhőmérsékletet tartanak fenn, ugyanis repüléshez a torban elhelyezkedő repülőizmokat 30 °C fölé kell melegíteni (35-37 °C az optimális), viszont a potroh ennél 10-15 °C-kal hidegebb is lehet.

A szárny emelő és süllyesztő izmainak alternált összehúzódása eredményezi a repülést, ha azonban az említett izmokat egyszerre feszítik meg és ernyesztik el, jelentős szárnymozgás nélkül termelnek hőt. Ezt egy rövid videó mutatja be infravörös felvételekkel.

(Felmerült, hogy pusztán kémiai úton is lehetséges a repülőizmok fűtése, amely folyamatban kulcsenzimként a fruktóz-biszfoszfát szerepel, ám az állítás máig nem nyert bizonyosságot, mivel termogenezist izommozgás hiányában nem sikerült kimutatni.)

07_1.jpg

A tort szigetelő sűrű szőrbunda akadályozza a hővesztést a külvilág felé, az áltorszelvény és a potroh közötti szűkület minimalizálja a hő távozást a potroh irányba ellenáramú hőcserélő rendszerként működve: alacsonyabb hőmérsékletű hemolimfa (testfolyadék) áramlik a potrohban elhelyezkedő „szív” felől a tor irányába a keskeny potrohnyélen keresztül, ahol hőt vesz át - így kissé felmelegszik - a közvetlen közelében a tor felől áramló melegebb hemolimfától, - ami viszont kissé lehülve érkezik a potrhohba. E hőátadásnak köszönhető az alacsony hőveszteség. A hőszigetelésben fontos szerepe van a potroh tor felőli részén elhelyezkedő légzsákjainak is.

Nem csupán az alacsony testhőmérséklet kedvezőtlen, a túlhevülés is veszélyes lehet. Ha a tor hőmérséklete 44 °C-hoz közelít, a poszméhek szervezetében, a túlhevülést kivédendő, számos éllettani változás megy végbe: a ventrális diafragma (horizontális, vékony szövetlemez) összehúzódva növeli a potrohnyél keresztmetszetét, ezen összehúzódások erősödnek és sűrűsödnek. A „szívverés” amplitudója nő, frekvenciája csökken. A potroh ezzel egyező frekvenciával húzódik össze, ill. ernyed el. Mindez váltakozó irányú hemolimfa áramlást eredményez a tor és potroh között. Amikor a potroh elernyed (kitágul), a ventrális diafragma összehúzódik, melegebb hemolimfa áramlik a torból a potrohba. Amikor a potroh és a „szív” húzódik össze, az alacsonyabb hőmérsékletű hemolimfa a torba áramlik. A folyamat során nincs vagy igen minimális az ellentétes irányú hemolimfa áramlás, tehát a hőcserélő rendszer működése szünetel, a hővesztés erősödik, jobban hűl a tor.

07_2.jpg

A társas (euszociális) életformájú méhek nem csak saját testük, hanem a fészek hőmérsékletét is képesek szabályozni. A poszméh anyák mohát, egyéb növényi anyagot, tollat, szőrt gyűjtenek az épülő fészek szigeteléséhez. A már kész fészekben pedig kezdetben saját testükkel melegítik fejlődő utódaikat oly módon, hogy ráfekszenek az ivadéknevelő viaszsejtre, melybe a petéket helyezték – így biztosítják az ivadékok fejlődéséhez szükséges 37-38 °C-os hőmérsékletet. Később, ahogy az első dolgozók kifejlődnek, azok átveszik az anyától a fészek termoregulációjának elvégzést is. A dolgozók szigetelt fészkük belső hőmérsékletét szárnyizom-rezegtetéssel 30 °C körüli hőmérsékletre melegítik, így a fészekből gyűjtögetni indulóknak nem kell külön energiát fordítaniuk a repülőizmok felmelegítésére hűvösebb reggeli kirepülések alkalmával sem. Ahogy nő a kolónia létszáma, a fészek hőmérséklete egyre stabilabb (28-32 °C), és egyre kevésbé szükséges aktív inkubáció, hiszen a nagyszámú dolgozók fészekbeli aktivitása önmagában elegendő hőt termel. Szükség esetén a fészek hűtéséről a bejárat közelében szárnymozgatás általi szellőztetéssel vagy víz párologtatásával gondoskodnak.

A poszméhekkel szemben a háziméhek kolóniái áttelelnek. Télen a kaptárban telelőfürtöt alkotó sokezer háziméh dolgozó szárnyizom rezegtetéssel konstans, 10 °Ckörüli hőmérsékletet tart fenn. Kora tavasztól a fészek hőmérsékletét emelik, és a peterakáshoz, valamint ivadék neveléshez optimális, 33-36 °Cközötti hőmérsékletet biztosítanak. Háziméheknél és poszméheknél a fészek hőmérséklete igen szűk határokon belül ingadozhat, máskülönben vagy a lárvák pusztulnak el (alacsonyabb hőmérsékleten), vagy a viasz indul olvadásnak (magasabb hőmérsékleten).

Az ugyancsak társas életformájú, de kizárólag trópusi területeken előforduló fullánktalan méhek alcsaládjába tartozó fajok bár szintén képesek a fészek hőmérsékletének szabályozására, sokkal kevésbé hatékonyan, mint a háziméhek. Nincs is igazán szükségük erre, hiszen a környező hőmérséklet nagyjából állandó, magas, tehát fűteni nemigen kell. A fészekben pedig kevesebb a tiszta viasz, így a magas hőmérséklet kevésbé zavaró.

07_3.jpg

A bejegyzés trackback címe:

http://rovarok.blog.hu/api/trackback/id/tr66028068

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben.

Nikolett Sáfrán 2016.10.11. 21:01:41

Kedves Réka!
Érdeklődni szeretnék a felhasznált irodalmaid után, ha lehetséges.

Köszönettel Sáfrán Nikolett

Bakos Réka 2016.11.11. 14:27:10

Kedves Nikolett!

Az alábbi forrásból dolgoztam:
Dave Goulson (2003): Bumblebees: Their Behaviour and ecology, Oxford University Press,235 p.
és az egyetemi jegyzeteimből
üdv: Réka