Глобальное потепление может превратить любимую пищу бабочек-монархов в яд
Исследователи из Университета штата Луизиана (LSU) обнаружили новую связь между изменением климата, бабочками-монархами (Danaus plexippus) и растениями ваточника (молочая). Оказалось, что повышение температуры влияет на монархов не только напрямую, но и опосредованно, потенциально превращая их основное кормовое растение в яд.
Исследование, проведённое доцентом Бретом Элдердом и аспирантом Мэттью Фолдином (LSU) в соавторстве с Марком Хантером (Мичиганский университет), опубликовано в журнале Ecology.
Взаимодействие монарха и ваточника (род Asclepias) является облигатным: бабочки откладывают яйца только на это растение, а их личинки питаются исключительно им.
Учёные выяснили, что локальное потепление, связанное с изменением климата, может вызывать химические изменения в ваточнике, которые, в свою очередь, влияют на монархов. Особенно это касается неместного вида — ваточника Asclepias curassavica (тропического молочая).
Химическая защита и её риски
Все виды ваточника производят в листьях токсичные карденолиды, отпугивающие большинство позвоночных хищников. Монархи эволюционно выработали толерантность к этим сердечным гликозидам и используют их для защиты: накопившие карденолиды гусеницы и бабочки становятся неприятными на вкус для птиц.
Однако это баланс: слишком мало карденолидов — и защита не работает; слишком много — и гусеницы могут отравиться сами. В настоящее время в южных штатах США идеальным видом для монархов является инвазивный A. curassavica, который продаётся в садовых магазинах с лозунгами вроде «Украсьте свой двор, спасите бабочек».
Экологическая ловушка потепления
При текущем климате A. curassavica содержит оптимальное количество карденолидов. Но при повышении температуры это растение, возможно, как защитный механизм, начинает производить их больше. Полевые эксперименты с мини-тепличными структурами показали, что рост концентрации карденолидов наблюдается уже через три дня.
Этот сдвиг переводит монархов за критическую точку: личинки отравляются, их развитие замедляется, а выжившие бабочки имеют уменьшенную длину передних крыльев. Таким образом, в условиях потепления «слишком много хорошего» становится проблемой именно для тропического молочая.
В то же время у местного вида A. incarnata уровень токсинов изначально ниже и слабее меняется при потеплении. В условиях глобального потепления монархи на неместном молочае развиваются и выживают гораздо хуже, чем на местном.
Условия потепления, смоделированные в исследовании, соответствуют прогнозируемым температурам для Батон-Ружа (Луизиана) в ближайшие 40 лет или раньше, например, во время волн жары.
Авторы подчёркивают, что для понимания полного воздействия изменения климата на экологическую динамику необходимо учитывать межвидовые взаимодействия, особенно между тесно связанными видами.
Фолдин надеется повысить осведомлённость продавцов растений, садоводов и домовладельцев: в условиях глобального изменения климата для помощи монархам лучше сажать местные виды ваточника, а не повсеместный неместной тропический молочай.
Дальнейшие исследования с участием студентов LSU будут направлены на оценку условий, которые могут усилить позиции местных видов ваточника в конкурентной борьбе с инвазивными видами.