Инвазивные гусеницы делают осиновые леса токсичнее для местных насекомых

Весной 2021 года в осиновом лесу под Мадисоном (Висконсин) исследователи обнаружили массовые кладки яиц инвазивного вида — непарного шелкопряда (Lymantria dispar). Это заставило их изменить первоначальные планы и изучить, как объедание листьев (дефолиация) инвазивным видом меняет химический состав растений в ущерб местным видам.

Экологические участники

  • Осина дрожащая (Populus tremuloides) — ключевой вид для лесов Северной Америки. Для защиты от травоядных насекомых она вырабатывает класс защитных соединений — салициноиды.
  • Непарный шелкопряд — самый разрушительный дефолиатор широколиственных лесов в Северной Америке. Осина — его излюбленный корм.
  • Местный шелкопряд Anthereae polyphemus — питается листьями осины в середине и конце лета.

Естественный эксперимент

С мая по июнь 2021 г. гусеницы непарного шелкопряда почти полностью объели листву в одном из исследуемых лесов. К началу июля деревья отрастили новый полный набор листьев. Другой лес (контрольный), расположенный в 6 км, дефолиации не подвергался.

В конце лета ученые собрали листья в обоих лесах, проанализировали уровень салициноидов и провели эксперимент по кормлению гусениц местного шелкопряда листьями из поврежденного и контрольного леса.

Результаты

  • После дефолиации осины отрастили листья с значительно более высоким уровнем салициноидов — в среднем в 8.4 раза выше, чем в контрольном лесу.
  • Высокий уровень защитных соединений в листьях из поврежденного леса серьезно навредил гусеницам местного шелкопряда: выжили немногие, а у выживших замедлился рост.

Экологические последствия

Исследование впервые показало, как инвазивный вид может вредить местному, делая их общий пищевой ресурс гораздо более токсичным. Этот механизм, вероятно, не ограничивается только осиной и шелкопрядом.

Более 100 видов насекомых и млекопитающих питаются осиной, и высокий уровень салициноидов вреден для многих из них. Другие виды деревьев (например, дубы) также вырабатывают больше защитных соединений после дефолиации непарным шелкопрядом.

Опосредованное токсинами растений негативное влияние инвазивных видов — это еще один фактор, способствующий глобальному сокращению численности и разнообразия насекомых.

Исследование опубликовано в сентябре 2023 года в журнале Ecology and Evolution.