Бабочки монархи, купленные у коммерческих заводчиков, не летали в южном направлении, даже в потомстве, выращенном на открытом воздухе, согласно новому исследованию, проведенному учеными из Чикагского университета. Выловленные в дикой природе монархи, выращенные в помещении в условиях, смоделированных на открытом воздухе, также не ориентировались на юг, что позволяет предположить, что разведение в неволе нарушает знаменитое ежегодное миграционное поведение монарха.
Национальная федерация дикой природы считает, что популяция монархов в Северной Америке сократилась на 90% за последние два десятилетия. По мере того, как количество бабочек, которые достигают своих зимних мест обитания в Калифорнии и Мексике, сокращается, энтузиасты-монархи обращаются к различным усилиям по сохранению, включая разведение в неволе и выпуск бабочек в течение лета и осени. Однако новое исследование, опубликованное на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences, показывает, что эти благие намерения могут не дать желаемого эффекта.
«Мы надеемся, что это поможет понять, как монархи теряют миграцию», - сказал Маркус Кронфорст, доктор философии, доцент кафедры экологии и эволюции Калифорнийского университета в Чикаго и старший автор исследования. «Эти монархи были захвачены в плен и не допускались к миграции на протяжении многих поколений, и они генетически утратили миграцию. Это микрокосм того, что происходит естественным образом».
Авиасимулятор для бабочек
Айсе Тенгер-Троландер, аспирант лаборатории Кронфорста и ведущий автор нового исследования, заказала несколько взрослых бабочек-монархов у коммерческого поставщика и поместила их в открытый сад на крыше здания в кампусе Калифорнийского университета в Чикаго.. Бабочки были заключены в сетчатые клетки, но в остальном подвергались воздействию естественного света, температуры и влаги.
Монархи размножаются летом и осенью, мигрирует осеннее поколение. Тенгер-Троландер собирала яйца от коммерчески купленных взрослых особей после того, как они спарились, и выращивала из них взрослых бабочек. Затем это летнее поколение стало родителями осеннего поколения.
Затем Tenger-Trolander протестировали это осеннее поколение в «симуляторе полета», чтобы увидеть преобладающее направление, в котором они летают. Тренажер представляет собой открытый металлический цилиндр, похожий на трубу, стоящую на одном конце. Бабочка соединена со стержнем рядом с верхним отверстием цилиндра с помощью металлического штифта или троса, прикрепленного к ее брюшку. Это заставляет бабочек летать на месте внутри цилиндра, но они могут свободно вращаться на 360 градусов. Вращающийся циферблат записывает направление движения бабочки каждые две миллисекунды и сохраняет данные на компьютере.
Бабочки, которые демонстрируют миграционное поведение, должны летать преимущественно на юг внутри этого авиасимулятора. Именно так и поступали местные монархи, выросшие в тех же садах. Однако Тенгер-Троландер увидел, что поколение бабочек, выведенных от коммерческих монархов, не летало в доминирующем направлении.
Tenger-Trolander также провел вторую серию экспериментов, начиная с только выловленных в дикой природе монархов и выращивая потомство полностью внутри. Она пыталась имитировать условия на открытом воздухе, регулируя температуру и продолжительность светового дня, но как группа эти бабочки также не проявляли признаков перелетного полета. Некоторые особи летели, указывая на юг, но как группа они не летели преимущественно в южном направлении. На самом деле, если взять куколку, которая развивалась на открытом воздухе, и занести ее внутрь как раз перед тем, как она должна была появиться, это также «сломало» миграционное поведение в группе в целом..
«Я думал, что это не имеет значения, но это имело значение», - сказал Тенгер-Троландер.«Мы знаем, что есть много любителей и заводчиков-энтузиастов, которые стараются изо всех сил заниматься животноводством и избегать покупок у коммерческих заводчиков. Но могут возникнуть проблемы с тем, как они выращивают их в помещении».
Различия, зарытые в геноме
Несколько популяций монархов рассеялись по миру в Центральной и Южной Америке, Карибском бассейне, Южной Европе, Северной Африке и через Тихий океан в Австралию, но ни одна из этих новых популяций не мигрирует так, как в Северной Америке. Кронфорст и Тенгер-Троландер также изучили генетический состав коммерчески разводимых бабочек, чтобы увидеть, чем они отличаются от типичных североамериканских монархов. Причина, по которой коммерческие монархи не мигрируют, в том, что они произошли от нового, не мигрирующего населения?
Генетический анализ показал, что выведенные в коммерческих целях бабочки действительно происходят из Северной Америки, но они достаточно генетически отличаются, чтобы считаться отдельной популяцией, отдельной от североамериканских или любых других групп, которые добрались до другого континента. Кронфорст сказал, что, по его мнению, потеря миграции связана с этими генетическими несоответствиями.
«Мы не можем указать ни на одно генетическое изменение, которое сделало это, потому что их много», - сказал он. «Но мы думаем, что где-то в геноме скрыты изменения, которые нарушили его».
Служба охраны рыбных ресурсов и дикой природы США рассматривает возможность включения североамериканского монарха в список исчезающих видов в соответствии с Законом США об исчезающих видах. Исследователи говорят, что любые усилия по сохранению приветствуются, и любители, выращивающие гусениц в своих садах, или классы начальной школы, выпускающие бабочек в дикую природу, - отличные способы привлечь внимание общественности. Но новое исследование показывает, что, какими бы благонамеренными они ни были, энтузиасты монархов должны помнить, что миграционное поведение этих любимых бабочек невероятно хрупко.
«Похоже, что покупка монархов для выращивания и выпуска не способствует росту мигрирующей популяции, и выращивание их в помещении, вероятно, тоже не помогает», - сказал Кронфорст.«Если вы хотите выращивать молочай в своем саду и выращивать монархов, которых вы найдете вокруг своего дома, просто не берите их в дом. Если вы держите их на открытом воздухе, с ними все будет в порядке».
Исследование «Современная потеря миграции бабочек-монархов» было поддержано Национальным научным фондом, Национальными институтами здравоохранения и Службой охраны рыбных ресурсов и дикой природы США. Среди других авторов - Вэй Лу и Мишель Нойес из Чикагского университета.