Onder een paar centimeter aarde verandert de grond aan het einde van de winter snel van gezicht. De sneeuw smelt, de regen hoopt zich op, de ondiepe holen vullen zich met koud water. Maar precies daar, in dat mengsel van modder en vorst, slagen de hommelkoninginnen erin om minstens een week in leven te blijven. Een studie gepubliceerd in Proceedings van de Royal Society B: Biologische Wetenschappen hij koppelt dit vermogen aan een zeer zeldzame combinatie van onderwaterademhaling, een zeer laag metabolisme en anaerobe ondersteuning.
Tijdens de diapauze, een soort winterslaap die zes tot negen maanden kan duren, brengen koninginnen de winter begraven in de grond door. Het is een delicate fase: de grond houdt water vast, de dooi weegt op de tunnels, de ondergrondse kamers kunnen veranderen in kleine tanks. De rest van de kolonie raakt vóór de winter leeg; het volgende seizoen begint opnieuw met toekomstige koninginnen, zij die in het voorjaar uit de grond komen en een nieuwe kolonie hebben gevonden. Daarom is hun weerstand tegen overstromingen ook buiten het laboratorium van enorme waarde.
De betekenis van de ontdekking wordt nog beter begrepen als we deze naast het veranderende klimaat plaatsen. Zwaardere regenval en frequentere voorjaarsoverstromingen maken de ondergrond tot een minder stabiele plek, net nu deze insecten het meest kwetsbare deel van hun cyclus doormaken. Begrijpen hoe ze overleven betekent van tevoren lezen hoeveel aanpassingsmarge de bestuivers hebben waarvan ecosystemen en bloemen afhankelijk zijn.
Vier koninginnen zijn per ongeluk ondergedompeld in een laboratoriumkoelkast
Dit wetenschappelijke verhaal begon met een klein en beslissend ongelukje. Sabrina Rondeau werkte aan de effecten van pesticiden op hommels en bewaarde enkele koninginnen in diapauze in reageerbuizen gevuld met aarde, die in de koelkast werden bewaard om de winter na te bootsen. De condensatie vulde enkele reageerbuizen met water en vier koninginnen bleven volledig onder water. Toen het water werd verwijderd, leefden de bijen nog. Uit die episode ontstond een eerste studie, gepubliceerd in 2024, die de overleving onder water tot een week bevestigde.
Recenter werk is verder gegaan dan de aanvankelijke verrassing en heeft gezocht naar het mechanisme. De onderzoekers veroorzaakten een diapauze bij gezonde koninginnen door de kou en het donker van de winter na te bootsen en ze vervolgens onder te dompelen in ondergelopen kamers. Sommigen bleven een paar uur onder water, anderen wel acht dagen. Gedurende de hele test volgden ze de stofwisselingssnelheid en fysiologische veranderingen, om te begrijpen waar zo’n ongebruikelijke zeehond voor een landinsect vandaan kwam.
Kooldioxide, lactaat en herstel
De gegevens die de discussie echt doen veranderen, hebben betrekking op koolstofdioxide. De ondergedompelde koninginnen bleven het produceren op een laag maar meetbaar niveau, een teken dat er zelfs onder water een gasuitwisseling gaande was. Het metabolisme daalde snel en bleef daarna stabiel, zowel na een paar uur als na acht dagen onderdompeling. De onderzoekers verklaren deze stabiliteit met een zeer diepe metabolische depressie: tijdens de diapauze wordt de energiebehoefte al tot het absolute minimum teruggebracht, en onder water daalt deze nog verder.
Die ondergedompelde ademhaling dekt echter slechts een deel van de behoeften. Bijenkoninginnen activeren ook een extra anaëroob energiesysteem en lactaat hoopt zich op in het lichaam. Wanneer ze uit het water worden gehaald, komt de fysiologische rekening onmiddellijk: gedurende twee of drie dagen schiet de stofwisseling omhoog, het organisme voert het lactaat af en keert dan geleidelijk terug naar het niveau dat typisch is voor diapauze. In de praktijk heeft het in leven blijven onder water precieze, meetbare kosten, en het lichaam betaalt daarvoor tijdens het herstel.
Een deel van het mysterie blijft open, omdat het exacte fysieke mechanisme waardoor deze gasuitwisseling plaatsvindt nog verdere verificatie vereist. Het grote plaatje is echter al duidelijk: de veerkracht van hommelkoninginnen tegen extreme omgevingsfactoren bestaat, heeft concrete fysiologische grondslagen en kan van cruciaal belang worden naarmate de patronen van voorjaarsoverstromingen veranderen. Voor insecten die de geboorte van hele kolonies op hun schouders dragen, begint de lente ook zo: vanaf de bodem van een hol vol water.
Mogelijk bent u ook geïnteresseerd in:
