Разнообразные ландшафты помогают насекомым справляться с тепловым стрессом
Глобальное потепление влияет на наземных насекомых множеством способов. В ответ на учащающиеся экстремальные периоды жары они вынуждены либо снижать активность, либо искать убежище в более подходящих микроареалах. Новое исследование под руководством Немецкого центра интегративных исследований биоразнообразия (iDiv) и Йенского университета имени Фридриха Шиллера показывает: чем разнообразнее эти микроареалы, тем лучше для насекомых. Для исследования, опубликованного в Global Change Biology, учёные разработали новый метод точного отслеживания перемещений и активности насекомых.
Тепловой стресс вынуждает насекомых либо экономить энергию, снижая активность, либо искать укрытие в более прохладных условиях. Естественные и разнообразные экосистемы предлагают множество микроареалов с благоприятным микроклиматом и пищей. Однако изменения в землепользовании сокращают это разнообразие, что угрожает не только насекомым, но и важным экосистемным услугам, которые они предоставляют (опыление, образование гумуса).
Эксперимент в iDiv Ecotron
Команда исследовала влияние потепления и доступности микроареалов на активность шести видов насекомых из окрестностей Лейпцига (Германия), включая жука Carabus coriaceus, огненных клопов (Pyrrhocoris apterus) и домовых сверчков (Acheta domesticus). Эксперимент проводился в iDiv Ecotron — системе изолированных экосистем (EcoUnits), где можно контролировать свет, питательные вещества и влажность.
Точное отслеживание с помощью RFID
Для отслеживания перемещений 465 особей насекомых учёные разработали новый метод на основе радиочастотной идентификации (RFID). Лёгкие RFID-метки позволили отслеживать модели движения насекомых в сложных условиях, что невозможно с помощью тяжёлых GPS-ошейников для крупных животных.
В EcoUnits смоделировали тепловые экстремумы на основе данных Немецкой метеорологической службы (DWD) за 2018 и 2019 годы, с максимальной температурой до 38.7°C. Также в EcoUnits добавили листовой опад четырёх видов деревьев — либо перемешанный, либо пространственно разделённый.
Результаты: стратегии в зависимости от среды
Данные RFID-отслеживания показали, что насекомые применяют разные стратегии в ответ на жару в зависимости от условий микроареала:
- В условиях перемешанного опада активность насекомых значительно снижалась.
- В условиях пространственно разделённого опада активность возрастала.
Авторы предполагают, что смешанный опад не только обеспечивает защиту от жары, но и различные источники пищи. Насекомые могут меньше двигаться и всё равно находить достаточно еды, экономя энергию. В среде с разделённым опадом им приходилось больше перемещаться, чтобы найти пищу и покинуть укрытие, что увеличивало расход энергии и риск перегрева.
Вывод: Разнообразные микроареалы могут смягчать последствия экстремальной жары для насекомых. Гетерогенные местообитания, такие как смешанные леса, обеспечивают насекомым благоприятные условия и пищу, помогая сохранить важные экосистемные услуги в условиях изменения климата.