Изменение климата усилит нашествия саранчи и угрожает продовольственной безопасности

Новое исследование учёных из Университета штата Аризона показало, что изменение климата резко увеличит интенсивность роения саранчи, что приведёт к ещё большим потерям урожая и угрожает продовольственной безопасности.

Исследование, недавно опубликованное в Ecological Monographs, объединило данные по физиологии южноамериканской саранчи (Schistocerca cancellata) и продемонстрировало, что модели распространения видов, учитывающие физиологию помимо температуры, меняют прогнозы в условиях изменения климата.

"Уникальность нашей работы в том, что мы объединили полевые наблюдения, лабораторные эксперименты и компьютерное моделирование", — сказал Джейкоб Янгблад, первый автор исследования.

Международная команда включала исследователей из Глобальной инициативы по саранче (GLI) ASU и их коллег из Южной Америки.

Моделирование будущего

Учёные использовали механистический подход к моделированию, собрав физиологические данные для информирования модели. Ключевым параметром стала скорость переваривания пищи саранчой в разных условиях, а не просто температура окружающей среды.

Хотя саранча может питаться в широком диапазоне температур, оптимальная температура для пищеварения гораздо более специфична. Команда измерила, как термические условия влияют на скорость поедания и переваривания у пойманных в поле особей, и использовала эти данные для моделирования получения энергии в текущих и будущих климатических сценариях.

Энергия для роения

Прогнозы показывают, что в будущем климате саранча сможет усваивать на 8–17% больше энергии за влажный сезон, чем сейчас, пропорционально степени потепления.

Обычно южноамериканская саранча даёт два поколения за сезон. Увеличение доступной энергии приведёт к сокращению времени развития поколений и росту популяции, что вызовет больше роёв. В более тёплом климате будут чаще возможны три поколения за сезон, и вспышки станут вероятнее.

Мигрирующие популяции также расширят ареал в сторону от экватора. Модели, учитывающие физиологию, предсказывают меньший диапазон расширения, чем традиционные корреляционные модели, но прогнозируют увеличение темпов роста популяции, что приведёт к ещё большему ущербу для сельского хозяйства.

Новая модель предсказывает увеличение потерь урожая от южноамериканской саранчи на 17%, что согласуется с более ранними прогнозами (10–25%) для насекомых-вредителей в целом.

"Понимание биологии саранчи и возможность прогнозировать вспышки — ключевой элемент, — говорит директор GLI Ариан Сис. — Совместная работа Джейкоба по созданию этих моделей — важный шаг вперёд для биологии и продовольственной безопасности".