Сообщества муравьев на островах показывают признаки "апокалипсиса насекомых"

Изобилие и биоразнообразие насекомых критически важны для здоровья экосистем. Однако недавние исследования, показывающие сокращение популяций, вызывают тревогу. Понимание долгосрочных трендов может помочь в глобальных усилиях по сохранению.

В исследовании, опубликованном в Science, ученые из Окинавского института науки и технологий (OIST) использовали подход community genomics для изучения популяций муравьев на Фиджи как модели для понимания трендов биоразнообразия насекомых. Изучая геномику музейных коллекций, они смогли проследить эволюционные связи и реконструировать историю популяций.

Доктор Эван Экономо, профессор OIST и Университета Мэриленда, объясняет: "Мы используем новый подход, анализируя геномы многих видов из музейных образцов. Геномы содержат свидетельства роста или сокращения популяций".

Результаты исследования тревожны:

• 79% эндемичных видов (встречающихся только на Фиджи) находятся в упадке.
• Временные рамки упадка коррелируют с прибытием людей на острова.
• Виды муравьев, недавно завезенные человеком, демонстрируют взрывной рост популяции.
• Наибольшая доля сокращений пришлась на последние несколько сотен лет, что совпадает с европейским контактом, колонизацией, глобальной торговлей и внедрением современных сельскохозяйственных методов.

Подход на уровне всего сообщества

Фиджийский архипелаг — это закрытая, изолированная экосистема. "Острова быстрее ощущают влияние человека, они как канарейка в угольной шахте", — отмечает первый автор работы доктор Конг Лю.

Вместо полевого мониторинга команда использовала музейные коллекции, собранные за десятилетия полевых работ.

Музеомика: реконструкция колонизации муравьями

Одна из проблем использования музейных коллекций — деградация ДНК со временем. Исследователи применили специальные методы секвенирования (museumomics). Они секвенировали образцы геномов тысяч муравьев более чем из ста подтвержденных видов.

На основе данных были выявлены 65 отдельных случаев (событий колонизации), когда новые виды муравьев прибывали на острова. Они варьировались от естественной колонизации миллионы лет назад до недавней интродукции человеком после интеграции Фиджи в глобальные торговые сети.

Используя модели популяционной генетики, ученые смогли определить рост или спад популяций разных групп муравьев по всему архипелагу.

"Большинство зарегистрированных вымираний исторически происходили в островных системах", — добавляет доктор Лю.

Выход за пределы архипелага

Команда надеется, что эта работа вдохновит на дальнейшие исследования для понимания состояния популяций насекомых и информирования природоохранных усилий.

"Это исследование также подчеркивает важность биоразнообразия и музейных коллекций, — объясняет профессор Александр Михеев из Австралийского национального университета. — Наш научный инструментарий расширяется, и мы можем извлекать все больше информации из коллекций биоразнообразия".

Команда также изучает биоразнообразие насекомых Окинавы в режиме реального времени с помощью акустического мониторинга и ловушек в рамках Okinawa Environmental Observation Network (OKEON).

"Насекомые необходимы для окружающей среды. Как ученые, мы должны внести свой вклад в их защиту", — подчеркивает профессор Экономо.