Мир лесных муравьев может представлять собой макрокосм сложных реакций и взаимодействий между видами, затронутыми глобальным изменением климата, согласно исследовательскому проекту с участием биолога из Университета Боулинг-Грин доктора Шеннон Пелини.
По мере того, как все большее количество углекислого газа попадает в атмосферу, возникает цепная реакция, приводящая к повышению температуры, сказал Пелини. Это происходит с пугающей скоростью, поэтому как никогда важно понимать, как изменение климата повлияет на нашу природу.
Многие ученые пытались решить эту проблему, определяя термостойкость различных видов, а затем предсказывая, что произойдет с ними, когда наш мир потеплеет. Однако этот подход как способ познания природы имеет свои недостатки, поскольку один вид никогда не действует в одиночку. Люди постоянно взаимодействуют с другими видами и окружающей средой, в которой они живут, поэтому понимание того, как глобальные изменения влияют на эти взаимодействия, имеет решающее значение для целостного понимания.
Пелини и ее коллеги добились значительного прогресса в этом направлении в своем новом исследовании «Потепление климата дестабилизирует сообщества лесных муравьев», в котором рассматриваются сложные взаимодействия сообществ муравьев и их реакции на потепление. Исследование было опубликовано в выпуске журнала Science Advances от 26 октября.
Продолжительный эксперимент, финансируемый Программой исследований экосистем Министерства энергетики США и Национальным научным фондом, изучал взаимодействие муравьев над гнездовыми конструкциями в двух совершенно разных географических районах. В качестве исследователя с докторской степенью в Гарвардском университете и в сотрудничестве с исследователями из Университета Вермонта, Университета Теннесси и Университета штата Северная Каролина Пелини спроектировал и построил большие нагревательные камеры в Гарвардском лесу в Массачусетсе. Эти камеры также были воспроизведены в Дьюк-Форест в Северной Каролине для сравнения с более прохладным Гарвардским лесом.
«Это один из самых масштабных экспериментов по изменению климата во всем мире, участвовать в котором очень интересно», - сказал Пелини. «Мы стремились понять, что происходит с сообществами муравьев, которые существуют в более прохладных северных широтах, и как их реакции сравниваются с теми же наборами видов в популяциях, которые встречаются в более теплых нижних широтах».
Исследователи под руководством доктора Сары Даймонд, в настоящее время доцента биологии в Университете Кейс Вестерн Резерв, поместили искусственные гнезда в обогреваемые камеры и проверяли их один раз в месяц в течение пяти лет, чтобы определить, какие виды муравьев использовали их. Им было интересно посмотреть, будут ли различаться виды муравьев в гнездовых ящиках в зависимости от интенсивности нагревания.
«Мы буквально поставили обогреватели вокруг лесной подстилки и согрели муравьиные сообщества, чтобы увидеть, что произойдет, чтобы мы могли более точно понять, как меняются вымирание, колонизация и заселение этих местных мест обитания», - сказал Пелини.
На самом деле, Пелини и ее коллеги получили интересные и неожиданные результаты. В более теплых камерах теплолюбивых муравьев было больше, что интуитивно понятно. Однако менее ожидаемым было время, в течение которого эти муравьи оставались в одном гнезде. Как правило, колонии муравьев постоянно конкурируют друг с другом за лучшую среду обитания для гнезд, что способствует устойчивости сообщества к изменениям окружающей среды. По словам Пелини, когда один вид муравьев, таких как любители тепла, остается в гнезде в течение длительного времени, в сообществе снижается устойчивость, и поэтому оно с большей вероятностью развалится после какого-либо беспокойства.
По словам Пелини, эти результаты произошли по двум причинам. Во-первых, потепление создаст среду, в которой предпочтительнее будут выбираться организмы с более широкой или более высокой температурной устойчивостью. Во-вторых, те виды, которые будут хорошо себя чувствовать в условиях потепления, также будут иметь больше возможностей для взаимодействия с другими видами, которые могут или не могут чувствовать себя так же хорошо в этих условиях. Последнее - это то, что современные модели изменения климата не могут отразить, потому что они не фокусируются на сообществе в целом.
«Я думаю, что самая захватывающая часть этого эксперимента - это возможность просто наблюдать за сообществом и его реакцией», - сказал Пелини.
Муравьи играют важную роль в лесной экосистеме, распространяя семена и сохраняя почву аэрированной, а также служат источником пищи для других животных, сказал Пелини.
Хотя исследование дало новое понимание того, как изменение климата повлияет на группу жизненно важных беспозвоночных, населяющих нашу почву, еще многое предстоит понять об этой системе и о том, как она будет реагировать на изменения.
«Муравьи очень харизматичны; мы многое знаем об их естественной истории, физиологии и экологии», - сказал Пелини. «И я думаю, что мы делаем хорошую работу, связывая физиологию или используя физиологию для отслеживания последствий изменения климата, но нам нужно больше делать с поведением. Итак, это одно из направлений, в котором я хотел бы видеть изменение климата. исследовательский ход."