Viele Hummel-Arten leiden aufgrund der globalen Klimaerwärmung unter einem Rückgang in ihren ursprünglichen Verbreitungsgebieten. Die komplexen Wechselwirkungen der Mechanismen, die dem Rückgang zugrunde liegen, sind kaum bekannt.

In der klassischen Ökologie wird allgemein anerkannt, dass die Verbreitungsgebiete der meisten terrestrischen Organismen, insbesondere von Tieren, ökophysiologisch durch Temperatur und Feuchtigkeit erklärt werden können.

Hitzestress in den Brutnestern wird als wesentlicher Faktor für den Rückgang von Hummel-Arten vermutet. Der optimale Temperaturbereich der Brutnester ist bemerkenswert: Er liegt unabhängig von der Art zwischen 28 und 32 ° C - bei Arten, die von der kalten Hocharktis bis hin zu tropischen Umgebungen leben. Dies deutet darauf hin, dass die optimale Temperatur für die Brutaufzucht bei Hummeln ein gemeinsames Merkmal aller Arten ist und lediglich eine begrenzte evolutionäre Plastizität aufweist.
Es kann davon ausgegangen werden, dass Bruttemperaturen, die unter dem Optimum liegen, über einen größeren Bereich erträglicher und weniger schädlich sind als Temperaturen über dem Optimum. Das liegt daran, dass Temperaturen unter dem Optimum lediglich den Stoffwechsel verlangsamen, höhere Temperaturen jedoch irreversible Schäden verursachen. Generell kann man davon ausgehen, dass Hitzestress tödlich sein wird, selbst wenn er nur leicht über dem Optimum liegt.

Die „Thermisch Neutrale Zone“ (TNZ), Temperaturen, bei denen der Stoffwechselaufwand zur Aufrechterhaltung gleichmäßiger Nesttemperaturen minimal ist, wurde bei Hummeln nicht untersucht und kann je nach Art und biogeografischen Bedingungen unterschiedlich sein. Dass Hitzestress schlimmer ist als Unterkühlung, wird durch die „Thermal Performance Curve Relationship“ (TPC) - auch „Thermal Tolerance Relationship“ genannt - veranschaulicht.
Die TPC besagt, dass Entwicklung und Aktivität bei wärmeren Bedingungen langsamer zunehmen, bis ein Plateau des Temperaturbereichs erreicht wird, über den hinweg sich die Aktivitätsrate nicht mehr merklich ändert. Danach nimmt die Aktivitätsrate rapide ab und es tritt der Tod ein. 
Die TPC wurde bei eusozialen Bienen, mit Ausnahme von Riesenhonigbienen Apis dorsata, nicht untersucht, kann jedoch je nach Art und biogeografischen Bedingungen unterschiedlich sein. Die Bedeutung der TPC und der TNZ weist darauf hin, dass die Umgebungstemperaturen in und um Hummelnester zentrale Faktoren zum Verständnis der negativen Auswirkungen von Hitzestress und Klimaerwärmung auf Hummel-Populationen, Gesundheit und biogeografischen Rückgang sind.

In einer Studienarbeit stellte das Team der Forscher nach Überprüfung der veröffentlichten Literatur der letzten 180 Jahre fest, dass höhere Temperaturen im Brutnest für die getesteten borealen und arktischen Arten im Vergleich zur Dunklen Erdhummel Bombus terrestris besonders hohen Stress auslösen.

Nest für Thermoregulierung

Hummelnester nehmen viele Formen an, sind aber im Allgemeinen geschlossen. Die bekannteste Form ist eiförmig und von einer schützenden Höhle umgeben. Hummeln, die verlassene Nagetiernester nutzen, können bis zu 20 cm unter der Erdoberfläche liegen. Das Nest selbst umfasst den zentralen Komplex aus Brutzellen innerhalb einer Hülle aus wachsartigem Material. Diese äußere Isolierung kann etwa einen Zentimeter dick sein. Außerhalb der Höhle befindet sich Substrat, in das das Nest eingeschlossen ist: Erde, Holz und selten Vegetation (lebend und/oder tot) bei Oberflächenbrütern.

Die Pufferung der Temperatur innerhalb der Kolonie wird durch die Isolierung beeinflusst, die Fähigkeit der Materialien, gemeinsam dem Fluss von Wärmeleitung zu widerstehen. Die Hülle des Nests besitzt wahrscheinlich einen hohen Isolationswert, während der Boden oder das Holzsubstrat um das Nest herum womöglich einen viel niedrigeren Isolationswert aufweisen.
Das tatsächliche Temperaturprofil von der Außenseite der Nesthülle bis zur Oberfläche wird vermutlich und typischerweise die höchste Wärmebelastung an der Oberfläche zeigen, insbesondere bei Sonneneinstrahlung mit Temperaturen, die für viele Organismen tödliche Temperaturen überschreiten. Unter schattigen, nächtlichen und regnerischen Bedingungen ist die Oberflächentemperatur des Bodens bekanntermaßen nahe an der der Umgebungsluft.

Das unterirdische Nisten bei Hummeln ist gut untersucht. Die entsprechenden Arten verwenden verschiedene Substrate und Materialien, aber die Nester liegen normalerweise nur wenige Zentimeter unter der Oberfläche. Weniger gut beschrieben sind die Niststrukturen von Hummeln, die in oberirdischen Hohlräumen nisten. Einige nisten oberirdisch in verfügbaren Hohlräumen, sogar in weggeworfenen Haushaltsmöbeln.

Thermoregulatorische Verhaltensweisen sind vielfältig. Luftaustausch ist die am häufigsten betrachtete Reaktion auf Temperaturänderungen in den Nestern verschiedener Bienen.
Dafür wird Nahrung als Energiequelle benötigt. Ihre Grundlagen können durch den Klimawandel beeinflusst werden. Sowohl Ernährungs- als auch Hitzestress reduzieren die Kolonieentwicklung und führen zu geringeren Investitionen in die Produktion von Nachkommen. Kleine Kolonien reagieren viel empfindlicher auf Hitze- und Ernährungsstress als große, möglicherweise weil ein höherer Anteil an Arbeiterinnen benötigt wird, um die soziale Homöostase aufrechtzuerhalten. Aus ernährungstechnischer Sicht sind die Auswirkungen von Hitzestress bei kleinen Kolonien, die relativ gut ernährt wurden, weitaus weniger ausgeprägt als bei solchen, die Zugang zu minderwertiger Nahrung hatten.