Den relative fuktigheten i miljøet påvirker ikke bare oss, og får oss til å oppfatte en høyere temperatur, men også biene som til og med de skifter farge: kobbergrønn når luftfuktigheten er høy, intens blågrønn i tørrere omgivelser! Bortsett fra sjokket, for noen, ved å oppdage det biene de er ikke bare gul- og svartstripeteer dette resultatet av en ny studie publisert i Biologibrevledet av teamet til Dr. Madeleine M. Ostwald, en atferdsøkolog ved Queen Mary University of London i samarbeid med University of California, Santa Barbara (USCB). Forskere studerte svette bier (Agapostemon subtilor) – små hymenoptera av Halictidae-familien – i miljøer med høy (over 95 %) og lav (under 10 %) fuktighet i omtrent 55 timer, men fargeendringen ble allerede observert etter 24 timer. Det er ennå ikke klart hvorfor det skjer eller hva det tjener, men det har blitt antatt at det skyldes det spesielle kutikula struktur av bier, hvis farge stammer fra superposisjonen av mange lag av nanostrukturer som absorberer og sprer lys ved bestemte bølgelengder. Fuktighet kan «svelle» disse strukturene endre måten de reflekterer lyset på.
Eksperimentet i laboratoriet: fra blått til kobbergrønt
Som ofte skjer, var oppdagelsen et resultat av flaks: Dr. Ostwald fortalte Science News at en av studentene hennes, Jorge De La Cruz, la merke til at bier bevart på forskjellige steder i museet også hadde en annen farge. Så de bestemte seg for å undersøke denne særegenheten. Forskerne studerte 12 «ferske» prøversamlet i 2024, lagret og holdt ved -20 °C frem til eksperimentet, og 12 prøver samlet inn mellom 2018 og 2022, tørket og bevart i tilfeller ved University of California. Alle 24 prøvene (alle hunner) ble tilfeldig plassert i rom med kontrollert fuktighet i omtrent 55 timer: over 95 % og under 10 % relativ fuktighet.
I begynnelsen av eksperimentet, med bestemte intervaller og etter hver syklus, ble biene fotografert og for å kvantifisere fargeendringen analyserte forskerne de fotografiske bildene trekke ut kolorimetriske datadet vil si å måle fargekomponentene direkte fra pikslene til bildene, i henhold til RGB-modellen. Takket være denne nå standardmetoden innen fargeøkologi er det mulig å analysere et digitalt bilde ved å dele det opp i tre grunnleggende farger: rød (Red), grønn (Green) og blå (Blue). Jo høyere, for eksempel verdien av R, jo mer betyr det at fargeskifter mot røde bølgelengder i det synlige lysspekteret. I praksis oversetter vi en visuell informasjon «denne fargen virker rødere eller grønnere for meg», til informasjon numerisk.
Takket være disse analysene klarte Dr. Ostwald og teamet hennes måle nøyaktig hva de allerede så med det blotte øye: i et tørt miljø virket biene en intens blågrønn; ved høy luftfuktighet vendte de seg mot en kobbergrønn varmere. Endringen var mye raskere enn forsøket, med fargeendring allerede etter 24 timer, og helt reversibeldet vil si at en gang flyttet fra rom til rom, endret biene farge igjen.
Et interessant faktum gjelder alderen på prøvene: de eldste prøvene, de tørkede så å si, viste mer markante variasjoner sammenlignet med «ferske» prøver.
Hvorfor de endrer farge og hvordan det skjer
I naturen er det mange dyr som skifter farge aktivtvanligvis som parringssignaler, faresignaler eller for å kommunisere, som kameleonen. Når det gjelder svettebier, fra et evolusjonært synspunkt det er ikke klart hvorfor dette skjerfaktisk endringen ser ut til å være fullstendig passivindusert av det ytre miljøet. Om denne endringen likevel «leses» av rovdyr, partnere eller planter, og om den har reelle biologiske konsekvenser, alt er fortsatt å bli oppdaget.
Forskere har imidlertid foreslått en hypotese om hvordan dette «klesskiftet» skjer mekanisk og er nært knyttet til struktur av skjellaget deres. Faktisk kalles fargen vi ser på disse biene, og på mange andre dyr, for eksempel vingene til sommerfugler. strukturell fargesom følge av superposisjonen av flere lag med nanostrukturer. Når disse lagene de svulmer opp ved å absorbere fuktighetavstanden mellom dem øker og systemet reflekterer lengre bølgelengder, ergo varmere farger, mot rødt. Den nøyaktige mekanismen er ennå ikke bekreftet av høyoppløselig mikroskopi, men retningen på endringen er i samsvar med det som allerede er observert hos andre iriserende insekter. Dette forklarer også hvorfor eldre eksemplarer viser mer markerte variasjoner i farge: hypotesen er at kutikula degraderes over tidblir mer gjennomtrengelig for vann.
Sammenligning med ekte data
For å være sikker på at de hadde rett og at fenomenet også fantes utenfor laboratoriets vegger, analyserte forskerne data fra iNaturalist-appen, en borgervitenskap med millioner av dyrelivsbilder tatt av entusiaster. De analyserte 1035 bilder av A. subtilor (alltid alle kvinner) fra den nordamerikanske vestkysten, spesielt California, for unngå forurensning med forskjellige arter som det er overlappende habitater for, og de kombinerte hvert bilde med fuktighetsdataene som ble registrert på stedet og datoen for skuddet… Med noen begrensninger: appen registrerer kun dato og klokkeslett for opplasting av bildene, så forskerne brukte kl. En annen begrensning av bildene samlet av iNaturalist er stort utvalg av instrumenter, lysvinkler, kamerainnstillinger, faktorer som imidlertid «utjevnes» av den store datamassen: det har faktisk blitt demonstrert at når datasettene er spesielt store, minimeres de instrumentelle forskjellene, noe som gjør bildene sammenlignbare med de som er oppnådd i laboratoriet. Det er imidlertid et element å huske på for fremtidige studier.
Testet av feltdata, fuktighet/farge-korrelasjonen svekkesmen variasjonene forblir synlige og sammenhengende med de som er observert i laboratoriet. Også fordi de «ekte» dataene alle ble tatt på mer eller mindre like breddegrader og fuktighetsnivåer, alle over 80 %, så det ville vært vanskelig å evaluere en tydelig fargeendring. En forskjell i luftfuktighet mellom 95 og 10 % er én ting, en variasjon på noen få prosentpoeng er en annen.
De neste studiene for å analysere fenomenet
De neste trinnene for å analysere dette fenomenet vil helt sikkert væreutvidelse av den geografiske profilen vurderes: flere «tørkede» områder eller områder med mer markerte variasjoner i relativ fuktighet bør analyseres. Og fremfor alt behovet for det studere bier live og ikke bare i museer: som vist av studien, viser et eksemplar bevart i flere tiår kanskje ikke fargen det hadde i livet.
Til tross for dette kan denne studien forklare fargeforskjellene som er observert mellom prøver av samme art, men hvilke de bor på forskjellige breddegrader også hos andre bier. Orkidébier er for eksempel mer rødlige i fuktige omgivelser og på lave breddegrader, mer blåaktige i tørre omgivelser og på høyere breddegrader.
