Sustained warming alters Bombus impatiens foraging, colony performance, and pollination of zucchini (Cucurbita pepo)

气候变化不仅仅是全球平均气温的上升，更关乎生物必须忍受的热量频率和强度的增加。对于像熊蜂这样对农作物和野生植物进行至关重要授粉的昆虫来说，高温构成了直接的生理挑战。这些蜜蜂通过产生自身体热来飞行并调节内部温度，但当空气过热时，它们难以降温。这种压力会限制它们飞行、觅食和照顾幼虫的能力。与此同时，它们所依赖的植物在持续高温下，其产生花蜜和开花的方式也在发生变化。理解这两个方面——蜜蜂与花朵——如何应对长期变暖的关系至关重要，特别是对于依赖蜜蜂种植食物的农民而言。如果热量变得过于剧烈，蜜蜂的觅食需求与植物的繁殖能力之间的微妙平衡可能会崩溃，从而威胁到粮食安全。

在一项旨在模拟这些未来条件的受控实验中，研究人员将小群东部熊蜂和西葫芦植株置于生长箱中，以观察它们在不同水平的持续增温下的表现。他们设置了三个不同的环境：一个对照组保持在白天 29.5 摄氏度的基准温度；一个升温 1.5 度的组；以及一个升温 3 度的组。这些温度被持续维持了约十周，涵盖了蜜蜂种群的整个活跃生命周期。不同于以往只关注短期剧烈热浪的研究，这项实验测试的是当热量不再消退时会发生什么。研究人员监测了蜜蜂的行为、身体健康状况、它们在蜂巢内的组织方式，以及西葫芦植物在花蜜产量和果实产量方面的反应。

结果显示，蜜蜂并不仅仅是随着温度升高而表现变差；相反，它们的反应取决于热度达到了多少。在高于基准线 1.5 度的中度增温水平下，蜜蜂表现出了明显的适应能力。它们开始更频繁地扇动翅膀——比在较凉爽的对照组中频繁了约 20 倍——以为蜂巢降温。然而，这种努力是有代价的：蜜蜂花费照顾幼虫的时间显著减少了。它们在积极补偿热量，但这是通过将能量从育雏转向其他方面来实现的。令人惊讶的是，蜂群中的成年蜜蜂总数没有变化，雄蜂的大小也保持不变，这表明即使工蜂处于压力之下，蜂群仍能维持其种群规模。

当温度上升到高于基准线 3 度的极端水平时，蜜蜂的补偿能力开始失效。虽然它们继续减少对幼虫的照顾，但蜂巢的组织结构开始瓦解。在较凉爽的组别中，蜜蜂会自然地聚集在特定区域，特别是靠近幼虫和蜂巢入口处。在最热的组别中，这种空间组织被破坏了。蜜蜂变得分散，在入口附近及幼虫区域停留的时间减少。此外，在这些极端条件下，蜂王的身重明显低于较凉爽组别的蜂王，从平均约 0.63 克降至仅 0.26 克。这表明，虽然蜂群可以应对中度热量，但极端高温对蜂王造成了沉重的生理代价，并破坏了维持蜂群运作的社会协作。

实验中的植物讲述了一个不同但同样复杂的故事。在最热的实验室内，西葫芦植株产生的花蜜量几乎是对照组的两倍。这种花蜜奖励的激增吸引了蜜蜂；最热组别对花朵的访问量比对照组高出约 70%。人们可能会认为，更多的花蜜和更多的访问会导致更多的果实，但结果并非如此简单。尽管活动量增加了，但每朵雌花的西葫芦产量实际上在温和增温组中是最低的。在极端热量组中，尽管蜜蜂访问频率大幅提高，产量仍未能恢复到对照组的水平。这表明，热量直接损害了植物结实的能力，无论蜜蜂访问得多么频繁。

研究结论认为，持续的变暖造成了授粉活动与作物产量之间的脱节。蜜蜂因为植物提供了更多花蜜而工作得更努力、访问更多花朵，但这种活动的增加并未转化为比例相当的食物产量。蜜蜂进行体温调节和维持蜂群结构的生理能力是有极限的，一旦超过这些极限，系统就会变得低效。对于依赖这些蜜蜂的农民来说，这意味着如果热量过于剧烈，仅仅让更多的蜜蜂访问作物可能不足以挽救产量。该研究强调，随着气候变暖，蜜蜂与其授粉作物之间的关系将变得更加脆弱，蜜蜂的生理极限与植物的繁殖需求可能会向着不同的方向发展。