Резкое сокращение обилия цветов из-за климатического кризиса заставит опылителей искать пищу дальше
Согласно промежуточному сценарию выбросов RCP4.5 МГЭИК, прогнозируется, что к середине этого века средняя глобальная температура повысится на 0.9–2.0 ºC. Это может помешать адаптации многим видам, особенно специалистам с высокоспецифичными требованиями к пище, среде обитания и размножению.
Поскольку около 35% сельскохозяйственных культур зависят от насекомых-опылителей, необходимо изучать влияние глобального потепления на жизнеспособность насекомых и диких цветов, которыми они питаются. Понимание вероятных изменений может помочь смягчить негативные последствия для диких и культурных растений.
Исследование ученых из Университета Ньюкасла (Великобритания) впервые экспериментально показало непосредственное влияние смоделированного изменения климата на репродуктивный успех диких цветов и пищевую сеть растений и опылителей. Результаты опубликованы в Frontiers in Plant Science.
Ведущий автор, доктор Эллен Д. Мосс, научный сотрудник Школы естественных и экологических наук Университета Ньюкасла, заявила: «Мы показываем, что повышение температуры на 1.5°C может резко сократить пищевые ресурсы для насекомых-опылителей, заставить опылителей посещать более широкий спектр растений для поиска пищи и снизить производство семян у одних диких цветов, увеличив его у других».
Моделирование глобального потепления в естественных условиях
Авторы моделировали глобальное потепление на экспериментальных участках под открытым небом на сельскохозяйственной исследовательской станции в Великобритании, повышая температуру окружающей среды на постоянные 1.5 ºC с помощью инфракрасных обогревателей. Затем они сравнили биоразнообразие растений и насекомых, а также характер посещения цветков насекомыми между этими участками и контрольными (без обогрева) в 2014 и 2015 годах.
Поскольку в Северной Европе изменение климата также прогнозирует увеличение количества осадков, они дополнительно изучили эффект орошения участков дополнительной водой (добавляя 40% от местной месячной нормы осадков сверх естественных), как в сочетании с обогревом, так и отдельно.
Участки вспахивали между сезонами, а весной засевали пшеницей и восемью видами местных однолетних трав, опыляемых насекомыми, типичных для полей пшеницы (например, трехреберник непахучий и василек). Пестициды не применялись, что также позволило местным диким цветам заселять участки и цвести.
В течение сезона цветения, с июня по август, авторы подсчитывали количество видов растений на каждом участке и количество цветков для каждого вида. Они также взвешивали высушенные спелые семена каждого вида и измеряли объем нектара на цветок. Наконец, с регулярными интервалами в течение сезона они подсчитывали количество насекомых, посещающих каждый вид растений за 20-минутные периоды, и собирали этих насекомых для идентификации вида экспертами.
Авторы наблюдали в общей сложности 25 видов растений и 80 видов насекомых в 2014 году и 19 видов растений и 69 видов насекомых в 2015 году. Количество видов растений или насекомых не зависело от обработки, что указывает на то, что нагрев на 1.5 ºC, с дополнительной водой или без нее, не приводит к немедленным изменениям в видовом разнообразии. Скорее, непосредственные эффекты были более тонкими. Например, большинство видов растений оказались «проигравшими» в репродуктивном плане на обогреваемых участках: у них было меньше цветков или они производили меньше или более легкие семена.
«Наш эксперимент показал, что при повышении температуры на 1.5°C наблюдалось почти 40%-ное сокращение количества цветочных единиц в течение сезона, что представляет собой значительное уменьшение доступной пищи для посетителей цветов», — написали авторы.
Единственный «победитель»
Единственным «победителем» в репродуктивном плане в условиях смоделированного изменения климата стал дикий цветок вероника полевая, который производил больше и более тяжелые семена на обогреваемых участках. Однако его цветки выделяли на 65% меньше нектара на обогреваемых участках, делая этот вид менее привлекательным для опылителей.
Исследователи также наблюдали тонкие, немедленные изменения в пищевой сети. Например, пищевая сеть была более сложной на обогреваемых участках, потому что виды насекомых, как правило, посещали большее количество видов растений, при этом количество посещений на цветок увеличивалось. Это изменение в пищедобывающем поведении насекомых, вероятно, было вызвано сокращением доступной пищи. И хотя количество зарегистрированных видов не зависело от обогрева или дополнительной воды, состав сообществ как растений, так и насекомых значительно различался между обработками.
«Наши результаты демонстрируют, что потепление климата может иметь серьезные последствия для некоторых видов диких цветов и их опылителей в сельскохозяйственных системах и показывают, что их видовой состав, вероятно, изменится в будущем», — сказала Мосс.
Соавтор, доктор Даррен Эванс, профессор экологии и охраны природы в Университете Ньюкасла, сказал: «Наши результаты дают ценное представление о том, как потепление климата влияет не только на несортовые растения, но и на то, как виды, обычно считающиеся сорняками, поддерживают важные сообщества насекомых-опылителей».
«В дальнейшем лучшее понимание того, как потепление климата влияет на прямые и косвенные действия более полной сети взаимодействий видов, позволит нам лучше адаптировать наши сельскохозяйственные системы к меняющемуся миру».