Путешествие во времени с помощью летучих мышей и гуано
Чтобы помочь определить цели восстановления лесов в Коста-Рике, постдокторант Рэйчел Рид отправится в Центральную Америку этой зимой для изучения пещеры, долгое время населяемой летучими мышами. Работа поддержана коллаборативным проектом Living Earth Collaborative Университета Вашингтона в Сент-Луисе.
Как выглядел ландшафт Коста-Рики тысячи лет назад? Команда исследователей из Сент-Луиса надеется, что летучие мыши и их гуано помогут ответить на этот вопрос.
Вооружившись торфяными бурами и ловушками для насекомых, команда под руководством Рэйчел Рид, постдокторанта кафедры антропологии, этой зимой отправится в Центральную Америку для изучения пещеры, долгое время населяемой летучими мышами. Ученые планируют использовать биохимические сигнатуры, сохранившиеся в гуано, чтобы понять, как менялся растительный покров за последние несколько тысяч лет.
«Одна из проблем восстановления лесов — вопрос, к чему именно восстанавливать. В тропиках сложно найти долгосрочные записи о климате и окружающей среде, в основном из-за проблем с сохранностью», — сказала Рид. Жара и влажность разрушают любые следы, которые могла оставить жизнь, что затрудняет реконструкцию древних ландшафтов с помощью отложений горных пород и сохранившейся биомассы, часто встречающихся в более сухом климате.
Вместо этого команда Рида будет изучать биохимические сигнатуры, сохранившиеся в пещерах, которые естественным образом защищают свое содержимое от жары и влаги тропического леса. Их полевая площадка, пещера Бахо-лос-Индиос, тысячелетиями служила домом для насекомоядных летучих мышей, известных как усатые ночницы Парнелла (Pteronotus parnellii). Это означает, что в пещере также находится запас гуано — остатков насекомых, переваренных летучими мышами, — возрастом в тысячи лет.
Химический состав экзоскелетов насекомых зависит от растительности, которой они питаются. Если насекомое ест кукурузу, траву или другие растения открытых местообитаний (которые осуществляют фотосинтез по C4-пути), у него будет углеродная изотопная сигнатура, отражающая C4-фотосинтез. Если насекомое питается растительностью тропического леса (использующей C3-путь фотосинтеза), его углеродная изотопная сигнатура будет отражать C3-фотосинтез. После того как летучая мышь съест это насекомое, та же углеродная изотопная сигнатура сохранится в гуано.
Команда Рида будет использовать торфяные буры («Они были разработаны для врезания в торфяные болота, а гуано — тоже довольно мягкое», — пояснила она), чтобы взять вертикальные керны из скоплений гуано в пещере. Это позволит, по сути, совершить путешествие на тысячи лет назад через биохимические сигнатуры, сохранившиеся в гуано. Изотопный анализ и статистическое моделирование должны позволить команде реконструировать долю сельскохозяйственной растительности по сравнению с растительностью тропического леса, покрывавшей ландшафт Коста-Рики в любой момент времени.
Команда также планирует проверить свой метод на современных насекомых и гуано. Они будут использовать метабаркодирование ДНК — метод, который может дать детальный снимок видового разнообразия, — чтобы определить, какие насекомые в настоящее время составляют рацион летучих мышей. В сочетании с изотопным анализом современных насекомых и гуано исследователи смогут определить пропорции различных насекомых в рационе летучих мышей.
«Мы знаем, что сегодня на ландшафте выращивают кукурузу, поэтому мы должны увидеть различия в сигнатурах C3 и C4 у разных насекомых, в зависимости от того, на какой растительности они специализируются», — сказала Рид.