Az Egyesült Államok nyugati részén a melegebb és szárazabb körülmények az erdőtüzek kockázatának növekedésével járnak. A Kaliforniában a termények beporzásához nélkülözhetetlen mézelőméhek állnak e szélsőséges időjárási események vizsgálatának középpontjában. A napi maximális hőmérséklet és a levegőminőségi index értékeit összefüggésbe hozták az erdőtüzeknek kitett területeken elhelyezett méhcsaládok teljesítményével, és meghatározták ezen abiotikus stresszorok hatását a génexpresszióra és a szövettanra. Eredményeik szerint a rossz levegőminőség magasabb maximális napi hőmérséklettel és az immunrendszer erősségéhez kötődő profenoloxidáz enzim (ProPO) alacsonyabb génexpressziós szintjével állt összefüggésben. A másik vizsgált fehérje, a vitellogenin (Vg) magasabb génexpressziós szintje azonban az oxidatív stressz­hez kötődik.

Tanulmányuk betekintést nyújt az abiotikus (környezeti) stresszorok közötti kölcsönhatásokba, a gyakori biotikus (kórokozó) stresszorokkal való kapcsolatukba, valamint a méhek immunitásával és oxidatív stresszel kapcsolatos gének kifejeződésébe.

Az éghajlati viszonyok folyamatos változásai gyakori szélsőséges hőmérséklet-ingadozásokat és az időjárással összefüggő természeti katasztrófák növekedését eredményezik, amelyek viszont hatással vannak az ökoszisztémákra és a bennük élő fajokra. Az erdőtüzek, a szélsőséges hőmérsékleti értékek, az aszály és az áradások Kaliforniában (és a világon sok más helyen is) gyakoribbak, mint a múltban, és az előrejelzések szerint a jövőben súlyosbodni fognak. Általánosságban elmondható, hogy az éghajlatváltozás várhatóan hatással lesz az élőlények globális egészségére, elterjedésére és gyakoriságára, és ez alól a beporzók sem képeznek kivételt.

Jól ismert tény, hogy a nyugati mézelőméh (Apis mellifera) kulcsfontosságú a természetes és mezőgazdasági ökoszisztémák beporzásában; éves gazdasági hozzájárulásuk becslések szerint világszerte több mint 200 milliárd dollár, az Egyesült Államokban pedig több mint 18 milliárd dollár.

Az elmúlt években a méhek egészségi állapota folyamatosan romlott, ami elsősorban a kártevőknek és kórokozóknak, a rossz táplálkozásnak és a peszticideknek (növényvédő szereknek) való kitettségnek tulajdonítható, és a méhek további kihívásokkal néznek szembe a gyorsan változó időjárási viszonyok miatt.

A méhészek aggódnak és a szélsőséges időjárási eseményekhez kapcsolódó káros következményekről számolnak be, beleértve a méhcsaládok elvesztését az erdőtüzek miatt, a változó fenológia és virágzási időszakok miatti nektár- és virágporhiány miatt meggyengült méhcsaládokat, csökkent méztermelést és nagyobb kórokozóterhelést, ami súlyosbítja a beporzók egészségét érintő folyamatos kihívásokat. (A fenológiai fázis a növények különböző fejlődési időszakait jelenti. Ezek elkülönülhetnek a csírázás, rügyfakadás, virágzás, szemnövekedés, magképződés, gyümölcsérés, lombhullás időszakaira.)

Az éghajlatváltozással összefüggő szélsőséges időjárási események másik közvetlen következménye a rossz levegőminőség, amely közvetlen negatív hatással lehet a méhek egészségére. Bár a mézelőméheket korábban már használták a környezetszennyezés indikátoraiként, de kevés figyelmet fordítottak a szennyezésnek a méhekre gyakorolt káros hatásaira. Mivel a méhészek az Egyesült Államok minden részéből Kaliforniába hozzák méhcsaládjaikat a növények beporzása céljából, a méhcsaládok jelentős mértékben ki vannak téve a kaliforniai éghajlati szélsőségek viszontagságainak, még ha csak az év egy részében is. Ezáltal válik a terület különösen alkalmassá ezeknek a hatásoknak a megfigyelésére, vizsgálatára.

Míg az éghajlatváltozás önmagában is jelentős abiotikus stresszor a méhek egészségére, az egyéb meglévő biotikus stresszorokkal való kölcsönhatása tovább súlyosbíthatja ezeket a hatásokat. A kutatás egyik forró pontja a kölcsönhatások természetének vizsgálata. A mézelőméheket érintő számos biotikus stresszor közül az élősködő atkák, mint például a Varroa destructor a költést és a kifejlett méheket, a Nosema ceranae kórokozó krónikus fertőzései pedig a kifejlett méheket érintik, és kritikusan fontosak. A biotikus stresszorok okozta kihívások tovább fokozódhatnak, mivel a méhek igyekeznek alkalmazkodni a változó időjárási mintákból eredő abiotikus stresszorokhoz.

A tanulmány célja, hogy felmérje a két fő abiotikus tényező – a hőmérséklet és a levegő minősége – közötti kapcsolatot, és feltárja a fent említett két biotikus stresszorral való kapcsolatukat. Konkrétan azt vizsgálták, hogy a napi maximális hőmérséklet és a rossz levegőminőség hogyan viszonyul egymáshoz és a N. ceranae, illetve a V. destructor krónikus biotikus stresszorokhoz. Bár a N. ceranae viszonylag kevésbé virulens, elnyomja az immunrendszert, és olyan energetikai stresszt és anyagcserezavarokat okoz, amelyeket más stresszorok potenciálisan súlyosbíthatnak. A Varroa atkák viszont központi szerepet játszanak a méhek egészségi állapotának romlásában, mivel közvetlenül a táplálkozásukkal kimerítik a méheket, és a vírusok virulensebb (agresszívabban fertőző) törzseit terjesztik.