Что насекомые делают всю зиму?

Вы стоите в лесу посреди зимы, температура ниже нуля. Земля покрыта снегом, деревья и кусты голые. Насекомых, обычно летающих или ползающих в теплое время года, не видно.

Можно предположить, что они не переживают сезонных изменений. Ведь температуры слишком низкие для поиска пищи, а растения или другие насекомые, которыми они питаются, редки.

Но это не так. На самом деле, они всё ещё вокруг вас: в коре деревьев и кустов, в почве, а некоторые могут быть даже на растениях под снегом. Снег, как выяснилось, довольно хороший изолятор — почти как одеяло.

Насекомые впадают в спячку. Ученые называют это диапаузой. Так насекомые, которые в большинстве случаев не могут вырабатывать собственное тепло, как мы, млекопитающие, переживают холодные зимние месяцы.

Зима близко…

Насекомые должны подготовиться к зиме до того, как температура станет слишком низкой. Для некоторых видов спячка — часть жизненного цикла. У этих видов одно поколение в год, и каждая особь переживает зиму и впадает в спячку независимо от условий.

Однако большинство насекомых получают сигнал к спячке только из окружающей среды. Это позволяет виду иметь несколько поколений в год, из которых только одно переживает зиму. Эти виды должны каким-то образом предвидеть приближение зимы.

Как они это делают? Температура — не самый надежный сигнал. Хотя к зиме становится холоднее, она может сильно меняться от недели к неделе. Другой фактор окружающей среды можно доверять: продолжительность светового дня.

Множество насекомых интерпретируют сокращение дня как сигнал готовиться к спячке, если только до наступления зимы еще есть время для другого поколения. Возьмем, к примеру, бабочку-пеструшку. Эта бабочка может ощущать продолжительность дня на стадии личинки (как именно — до конца не известно), и если дни достаточно короткие, она набирает дополнительный вес и впадает в спячку на стадии куколки (или хризалиды).

Правильная оценка времени наступления зимы критически важна для выживания. Если насекомое не успеет принять верное решение вовремя, оно может замерзнуть, умереть от голода или потратить всю накопленную энергию до безопасного выхода из спячки.

Долгая зимняя спячка

Гибернация включает несколько стратегий, которые позволили этому обширному классу животных, насчитывающему примерно 5.5 миллионов видов, справляться с холодом вдали от теплого экватора Земли.

Некоторые насекомые зимуют в местах, скрывающих их от низких температур, в то время как другие претерпевают изменения в своих телах, чтобы либо избежать, либо переносить замерзание. Наша знакомая бабочка-пеструшка, набрав вес как личинка, будет искать подходящее укрытое место в своей лесной среде обитания — возможно, на траве (которую она ест остальную часть года), которая покроется снегом.

В это время года почти нет доступной пищи, и насекомые обычно не едят во время спячки. Зима может длиться месяцами, поэтому насекомые эволюционировали две стратегии: набрать дополнительный вес до зимы и медленно расходовать эти запасы энергии, снижая скорость метаболизма.

Многие насекомые проживают весь жизненный цикл (от яйца до личинки, куколки и взрослой особи) в течение нескольких месяцев или года. Потеря месяцев зимой значительна. Поэтому насекомые просто приостанавливают свое развитие во время спячки. Стадия жизненного цикла, на которой вид зимует, отличается от вида к виду. Но бабочка-пеструшка, обитающая по всей Европе и Северной Африке, превращается в куколку как раз перед зимой и развивается в бабочку несколько месяцев спустя, весной.

Перемены в воздухе

Повышение глобальной температуры, вызванное сжиганием ископаемого топлива, животноводством и вырубкой лесов, среди прочего, привело к более коротким и теплым зимам.

Для насекомых, которые могут достаточно быстро адаптироваться к этим изменениям, это открывает возможность расширяться на север и производить больше поколений в год там, где они находятся сейчас. Некоторым видам удалось это сделать, в то время как другие не могут — энтомологи прилагают большие усилия, чтобы понять, почему.

Проблемы адаптации к более теплым зимам многообразны. Температура падает всё позже и позже в сезоне, но дни сокращаются так же последовательно, как и всегда. Это несоответствие может обмануть насекомых, заставив их принять неверное решение. Если это произойдет со слишком большим количеством насекомых, вид может исчезнуть локально.

Исследования показывают, что некоторые насекомые могут относительно быстро изменить ту продолжительность дня, которую они используют для определения приближения зимы. Однако неизвестно, будут ли все виды на это способны.

Потребление энергии у насекомых также зависит от температуры. По мере потепления зим насекомое рискует истощить свои энергетические запасы до того, как сможет выйти из спячки.

Более высокие температуры зимой также означают меньше снега, что, как ни парадоксально, означает, что некоторые виды не могут укрыться от холода.

Расширение на север может быть несколько ограниченной возможностью. Источник пищи или среда обитания, на которые полагается насекомое, могут быть недоступны в его новом доме, особенно если вид живет за счет всего нескольких растений или его среда обитания не встречается дальше на север.

Благодаря дальнейшим исследованиям факторов, влияющих на адаптацию разных насекомых к более высоким зимним температурам, ученые смогут предсказать, какие виды потребуют более срочной помощи от защитников природы — и какой формы должна быть эта помощь.

В следующий раз, когда вы будете стоять в лесу холодным зимним днем, подумайте о том, как удивительно, что насекомые в спячке выживают, по несколько месяцев подряд, в климате, где в ином случае они бы погибли.