Собирая данные о живых дубах в крупнейшем в мире медицинском центре, экологи-эволюционисты Университета Райса обнаружили огромное количество одной из самых ядовитых гусениц Северной Америки.
Живые дубы вдоль тротуаров в Техасском медицинском центре (TMC), который ежегодно посещают 10 миллионов человек, обращающихся за медицинской помощью, регулярно закрывают сеткой, чтобы отпугнуть надоедливых птиц, таких как греклы и голуби. Теперь исследователи из Райса узнали, что сетка имеет непредвиденные последствия: отпугивание птиц, поедающих насекомых, создало убежище для процветающей популяции Megalopyge opercularis, обычно называемой жерехами.
Жиры щетинятся ядовитыми шипами, которые могут причинить сильную боль людям, которым не повезло вступить с ними в контакт. Когда человека ужалил гадюка, это может вызвать локальную боль, которую можно сравнить с ударом тупым предметом или переломом кости. Симптомы включают головные боли, тошноту, рвоту, лихорадку, низкое кровяное давление, воспаление лимфатических узлов и, в тяжелых случаях, расстройство желудка, мышечные спазмы, судороги и респираторный стресс..
«Я был ужален многими вещами, и укус змеи определенно стоит на первом месте», - сказал Матто Комерфорд, аспирант факультета экологии и эволюционной биологии в Райсе, который также является ветераном армии США. «Проходит около 10 минут, прежде чем начинается боль, так что вы можете даже не осознать, что вас ужалили сначала. Это похоже на сломанную кость, и боль длится часами. Меня ужалили в запястье, и боль прошла вверх по моему руку, в подмышечную впадину, и моя челюсть начала чувствовать боль."
TMC, помимо размещения уязвимых групп населения, обращающихся за медицинской помощью, является восьмым по величине деловым районом в стране, в котором работает более 106 000 человек.
«В зеленых насаждениях TMC собирается много людей», - сказал Глен Худ, доцент кафедры биологических наук в Государственном университете Уэйна и бывший член Академии стипендиатов Райса. «Это становится сценарием того, что хуже - птичий помет или ядовитые змеи - и есть ли золотая середина?»
Скотт Иган, доцент кафедры биологических наук в Райс, провел почти 20 лет, изучая живые дубы от Флориды до Техаса, и привык видеть жерехов, которые напоминают пучки меха. Он сказал, что укусы жереха распространены в стране, где растут живые дубы, хотя в естественных условиях насекомые обычно встречаются в небольшом количестве.
«Когда мы увидели такое большое количество аспидов в TMC, мы поняли, что это то, на что нам нужно обратить внимание», - сказал он. «Лаборатория Игана занимается важными концептуальными вопросами экологии, эволюции и природоохранной биологии, и мы делаем это через призму специализации на одной единственной системе."
Являясь специалистами по системе живых дубов, Иган и его команда могут наблюдать уникальные различия или небольшие изменения, которые не может увидеть ученый широкого профиля. Именно поэтому было проведено исследование под названием «Нарушение мультитрофических взаимодействий, вызванное человеком, приводит к вспышкам самой ядовитой гусеницы Северной Америки», опубликованное в журнале Biology Letters.
«Мы подумали, что это замечательный, естественный, уже происходивший эксперимент, который мы могли бы использовать, чтобы понять, что происходит, когда трофические взаимодействия нарушаются», - сказал Иган. «Мы заметили, что в TMC было больше жерехов, чем в кампусе Райс, поэтому мы провели наблюдательное исследование на многих участках в этом районе в течение трех лет: деревья, которые имеют массивные сети и отпугивают птиц, по сравнению с естественными растениями. таких как живые дубы и питающиеся ими гусеницы».
Команда Игана обнаружила, что численность гусениц в среднем была более чем на 7, 300% выше на деревьях с сеткой по сравнению с деревьями без сетки.
«Схемы в данных ошеломляющие и поразительные», - сказал Худ, ведущий автор исследования и бывший научный сотрудник лаборатории Игана. «Весьма наводит на мысль, что, когда вы не принимаете во внимание естественные взаимодействия, происходящие в сообществе или экосистеме, даже в городских условиях, это может привести к непредвиденным последствиям».
Иган и его команда были особенно заинтересованы в расположении деревьев, обтянутых сеткой, вдоль тротуаров, зеленых насаждений и улиц TMC.
«В этом районе много людей с аллергией и ослабленной или ослабленной иммунной системой, что подвергает их более высокому риску пагубных последствий укуса гадюки», - сказал Комерфорд.
Иган сказал, что надоедливые птицы являются широко распространенной проблемой, а сети, используемые в TMC, являются обычным явлением в городах, фруктовых садах и коммерческих питомниках. Он сказал, что сотрудники TMC помогли его команде в ее исследованиях, предоставив студентам доступ к деревьям и открыв сетку для сбора образцов.
«Здесь нет «плохого парня», - сказал Иган. «Городские птичьи вредители - это реальная проблема, а птицы могут переносить болезни и представлять опасность для здоровья. Сетка для деревьев - это способ решить эту проблему, и мы не знаем, приводит ли сетка к увеличению количества укусов жереха. показывает сложность проблемы. Asps - это еще одно измерение того, что уже было многомерной проблемой».
Люди могут быть не единственным видом, которому угрожает опасность от аспидов. Зоопарк Хьюстона, расположенный на северо-восточной окраине TMC, содержит более 6000 животных 900 различных видов. Многие зоопарки используют сетки для покрытия вольеров для животных и зон наблюдения, и команда Игана заявила, что это может способствовать аналогичным вспышкам аспидов и увеличить риск заражения животных и людей.
Аманда Уивер заметила всплеск аспидов, покрывающих сетчатые деревья в TMC, когда она работала над отдельным проектом для своей дипломной работы в качестве старшекурсника в лаборатории Игана.
«Я думал, что этот проект был действительно интересным, потому что я никогда не слышал о аспах до того, как попал в Райс», - сказал Уивер, который сейчас учится в аспирантуре Колумбийского университета. «Я помню, как получал электронные письма с предупреждениями от Райс и видел сыпь у своих ужаленных одноклассников. Особенно потому, что они не распространены повсеместно, меня больше всего беспокоит то, что люди могут не знать, что они ядовиты. На самом деле, они на самом деле выглядят мило."
Статус Райса как зарегистрированного дендрария и его близость к TMC позволили команде Игана собрать данные со многих участков за трехлетний период.
«Как и многое другое в биологии, этот эксперимент произошел по счастливой случайности», - сказал Худ. «Если вы любознательны и внимательны к деталям, вы увидите возможность собирать данные».
Выделяя непредвиденные последствия экологических нарушений, Иган и его команда надеются, что исследование подчеркивает важность учета экологии в городском планировании.
«Когда мы пытаемся управлять средой, нам очень трудно предсказать все последствия или последствия», - сказал Комерфорд. «Очень легко сказать, что птицы - это проблема, и мы можем исправить это, удалив места их гнездования. Но если вы не продумаете весь процесс, вы можете в конечном итоге создать непредвиденные последствия».