Городские бабочки под угрозой вымирания
Исследование EPFL показало, что бабочки в городских районах сталкиваются с угрозой инбридинга и потенциального вымирания. Работа объединила генетику и урбанистику, чтобы количественно оценить эту тенденцию в масштабах целого города.
"Наше исследование иллюстрирует, вероятно, широко распространённое явление: резкое сокращение биоразнообразия в городах. Мы смогли его измерить и показать, что это серьёзная проблема", — говорит Эстель Роша, PhD-студентка Лаборатории геоинформационных систем (LASIG) EPFL.
Изучая густонаселённый регион Марселя, Роша измерила влияние урбанизации на генетическое разнообразие бабочки-белянки репницы (Pieris rapae). Она обнаружила, что разнообразие падает на 60–80% в районах с высокой степенью урбанизации (более 56% запечатанных поверхностей — дорог, зданий). В менее плотных районах (3–13% запечатанных поверхностей) потери составили 16–24%. Популяция бабочек в сильно урбанизированных зонах оказалась меньше на 70–90%. Кроме того, бабочки, способные летать лишь на короткие расстояния, более уязвимы к росту городов. Исследование опубликовано в Heredity.
Для количественной оценки Роша сравнила результаты компьютерного моделирования с эмпирическими данными генетической базы Университета Экс-Марсель. Она проанализировала ДНК 145 бабочек из региона Марселя и сравнила с симулированными генетическими данными 1633 бабочек (около 100 поколений) двух видов: репницы (полёт до 4 км) и менее подвижного вида (полёт до 2 км).
Карта сопротивления
В своей работе Роша сосредоточилась на расселении видов и их адаптации к среде. Она загрузила в программу данные о перемещениях репницы и создала «карту сопротивления» Марселя, присвоив каждой части города балл, основанный на топографии и сложности перемещения для бабочек. Районы с высотными зданиями или малым количеством парков получили высокий балл, а потенциальные места обитания — низкий.
"Мы использовали известное поведение бабочек, чтобы определить зоны, где они будут склонны летать, учитывая растительность и солнечный свет", — поясняет Роша.
Фрагментированные места обитания
Роша сравнила результаты моделирования с данными генетической базы по бабочкам, собранными в 2010 году на 100-километровом участке от центра Марселя до окраин. Поскольку результаты совпали, модель распространили на весь город.
"Мы увидели огромную разницу в выживаемости популяции между центром и пригородами. Бабочкам в урбанизированных зонах не хватало пространства и сложнее было найти партнёра для размножения. У них наблюдалась значительная степень инбридинга, что снижает способность к выживанию и адаптации и в конечном итоге может привести к исчезновению вида".
Связанные зелёные зоны
Существует множество способов сохранить биоразнообразие в городах. Роша отмечает, что сады на крышах, городские огороды, трава между трамвайными путями и цветы на балконах могут помочь предотвратить фрагментацию мест обитания. Но более устойчивый подход — учитывать влияние новых построек на биоразнообразие на этапе планирования или разрабатывать планы его восстановления.
Соавтор исследования Стефан Жуст подчёркивает важность связи между зелёными зонами города.
"Сейчас много говорят о городском фермерстве и садах. Но важно отметить, что эти сады играют ключевую роль в поддержании биоразнообразия только если зелёные зоны города связаны друг с другом и с природой за его пределами. Сохранение биоразнообразия — также важный фактор улучшения качества жизни горожан. Поэтому политикам и градостроителям необходимо переосмыслить подход к проектированию центральных районов".