Быстрая эволюция не спасла бабочек от вымирания из-за антропогенных изменений

Эволюция диких видов, адаптирующая их к практике хозяйствования человека, может приводить к локальным вымираниям при быстром изменении этой практики. В новом исследовании, опубликованном в Nature, профессора Майкл К. Сингер и Камилла Пармезан на примере более чем 30-летних наблюдений полностью задокументировали этот процесс.

Большая изолированная популяция североамериканской бабочки Euphydryas editha (пятнистая эдифида) эволюционировала до полной зависимости от завезённого европейского сорняка — узколистного подорожника (Plantago lanceolata). Существование бабочки стало зависеть от доступности этого растения. Насекомые затем вымерли локально, когда люди фактически устранили эту доступность, что подтвердило прогноз, сделанный теми же авторами в статье в Nature в 1993 году.

Таким образом, появление скотоводства более 100 лет назад создало эко-эволюционную ловушку, в которую насекомые попали. Ловушка захлопнулась, когда люди внезапно убрали скот, лишив бабочек этого «подарка» и приведя их к вымиранию.

Европейские биологи-экологи давно предполагали, что этот процесс лежит в основе многих локальных вымираний в Европе. Данное исследование впервые предоставляет жёсткие доказательства этого процесса в реальном времени. Оно также указывает на растущую важность сохранения исторических практик землепользования, включая скотоводство, как меры охраны природы в Северной Америке.

Авторы, связанные с Плимутским университетом, Техасским университетом в Остине и CNRS Moulis, более трёх десятилетий изучали изменения в рационе бабочек на орошаемом родниками лугу на ранчо в Неваде.

Узколистный подорожник был завезён в США с сеном из Европы и процветал при выпасе скота, вероятно, попав в Неваду более 100 лет назад. Как только бабочки столкнулись с подорожником, их гусеницы стали выживать на нём лучше, чем на традиционном растении-хозяине Collinsia parviflora. Это привело к эволюции предпочтения у взрослых бабочек откладывать яйца на подорожник. К середине 2000-х годов они на 100% зависели от подорожника, а Collinsia была заброшена.

Однако в течение трёх лет после удаления скота с ранчо из-за финансовых трудностей бабочки вымерли локально. Травы вокруг их нового растения-хозяина перестали выедаться, и подорожники оказались погребены в этих травах, что охладило микросреду. Collinsia не пострадала от удаления скота, поэтому, если бы бабочки не эволюционировали так быстро в ответ на появление подорожника, они, скорее всего, выжили бы.

Примерно через пять лет после вымирания пятнистые эдифиды вновь заселили луг. Поскольку все они питались на Collinsia, учёные полагают, что это новая популяция, а линия, которая жила на ранчо несколько десятилетий, больше не существует.

Результаты аналогичны наблюдавшимся у британских видов, таких как голубянка арион, которая вымерла на юге Англии после сокращения выпаса кроликов и овец. Как только этот процесс был понят, бабочек успешно реинтродуцировали.

Профессор Сингер, изучающий рацион этой бабочки более 50 лет: «Это ясный пример того, как люди способны менять среду обитания быстрее, чем даже быстро эволюционирующие виды могут изменить своё поведение. Это не может быть изолированным явлением. Поэтому, если мы не осознаем потенциальные последствия таких действий, мы продолжим невольно вызывать вымирание популяций аборигенных видов, не понимая, что мы делаем. Вымирание на уровне вида возможно, когда деятельность человека синхронизирована на обширных территориях».

Профессор Пармезан, ведущий автор Межправительственной группы экспертов по изменению климата, лауреат Нобелевской премии мира 2007 года, отметила, что исследование имеет более широкие последствия, выходящие за рамки изменений в сельскохозяйственной практике.

Она добавила: «Глобальное потепление — ещё одна форма антропогенных изменений, которая происходит быстрее, чем прошлые естественные изменения, и, вероятно, создаст проблемы для видов, чья эволюция не успевает за ними. Если бы изменение климата было естественным, многие дикие виды, вероятно, смогли бы адаптироваться как за счёт текущей эволюции, так и за счёт гибких изменений в поведении и жизненном цикле. Но антропогенное изменение климата происходит гораздо быстрее, чем большинство прошлых крупных климатических сдвигов. Экологи давно утверждают, что это, вероятно, приведёт к большему числу вымираний, чем при прошлых климатических изменениях. Это исследование подтверждает аргументы о том, что быстрые климатические изменения окажутся губительными для биоразнообразия как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе».