Большая наука от маленьких насекомых
В 2014 году исполнилось 50 лет Rothamsted Insect Survey (RIS) — проекту, собравшему и каталогизировавшему более 30 миллионов насекомых по всей Великобритании.
Эти данные помогают фермерам прогнозировать нашествия вредителей, отслеживать переносчиков болезней животных и используются экологами для изучения структуры биологических сообществ. Сейчас работа RIS важна как никогда: изменение климата меняет распространение и численность вредителей сельхозкультур, многие из которых (в основном тли) переносят вирусные заболевания, угрожая продовольственной безопасности.
RIS признан наиболее полной и непрерывной базой данных по наземным беспозвоночным в мире. Сейчас проект финансируется как BBSRC National Capability — ресурс для всего научного сообщества. Ловушки конструкции RIS распространяются по всему миру, открывая возможности для международного сотрудничества.
Научные результаты и влияние
Прогнозы и борьба с вредителями: Установлена связь между зимней температурой, временем появления тлей и их численностью. Это позволяет прогнозировать начало миграции вредителей на поля. Данные показали, что по сравнению с 1960-ми годами многие тли начинают летать на месяц раньше. Прогнозы публикуются в еженедельных бюллетенях и используются аграриями.
Устойчивость к инсектицидам: Индивидуальных тлей (включая основных вредителей Myzus persicae и Sitobion avenae) тестируют на устойчивость к пестицидам. Молекулярные методы выявляют генетические мутации, вызывающие резистентность. Недавний анализ показал рост устойчивости к пиретроидам в Англии и Шотландии.
Вирусы растений: Тли — ключевые переносчики вирусов, снижающих урожайность. RIS отслеживает наличие вирусов в тлях, оценивая их потенциал как векторов. Данные из Шотландии поддерживают Scottish Seed Potato Classification Scheme.
Динамика популяций: Анализ 5715 рядов данных по численности бабочек и тлей впервые показал критическую важность долгосрочных данных RIS для обнаружения плотностно-зависимой регуляции — краеугольного камня теории популяционной динамики.
Проверка теорий биоразнообразия: Данные RIS использовали для проверки спорной «Объединённой нейтральной теории биоразнообразия и биогеографии». Данные сети светоловушек для бабочек плохо соответствовали модели, так как сообщества колебались сильнее, чем предполагала теория.
Зимняя смертность тлей: Температура гибели тлей критически важна для их успешной зимовки. Хотя известно, что тли переохлаждаются и замерзают при температуре ниже -20°C, данные сети ловушек показали, что значительную смертность вызывают гораздо более высокие температуры, вероятно, из-за повреждения мембран.
Влияние изменения климата: Данные RIS выявили влияние климата на численность и сезонность тлей и бабочек. Тли всё чаще зимуют в подвижных стадиях, а не в виде яиц. Изменение климата также связано с недавним сокращением численности некоторых видов бабочек.
Эволюция защитных механизмов растений: Данные ловушек по всей Европе и лабораторные эксперименты показали, что разные типы модельного растения Arabidopsis thaliana отбираются в зависимости от численности двух специализированных видов тлей. Это доказывает, что вредители могут напрямую влиять на эволюцию растений-хозяев за относительно короткое время.