БАЛТИМОР, Мэриленд - Исследования жизни бабочек и муравьев на венесуэльских островах, недавно образовавшихся в результате затопления второго по величине в мире водохранилища, показывают, насколько резко внезапная изоляция может изменить даже крошечные компоненты когда-то целостной экосистемы.
Тщательно изучая эти мелкие виды беспозвоночных в течение трех лет, два исследователя из Никольской школы окружающей среды Университета Дьюка обнаружили, что затопление помогло исключить некоторых обычных, но узкоспециализированных плодоядных бабочек из мельчайших сохранившихся частей бывших лес, в то же время вызывая взрывной рост популяций муравьев-листорезов.
Их исследования дают представление о сложных и часто неожиданных последствиях экологических нарушений.
Газала Шахабуддин и Мадху Рао подготовили отчеты о своей работе для презентации на Ежегодном собрании Экологического общества Америки 1998 года, которое проходило 3-6 августа.
Их наблюдения и эксперименты являются частью более крупного исследования фрагментации леса, разработанного Джоном Терборгом, профессором школы Николая и факультета зоологии Университета Дьюка. Терборг, в прошлом получатель престижной стипендии Макартура и специалист по тропическим экосистемам, предложил использовать проект гигантской плотины на озере Гури в восточно-центральной части Венесуэлы, чтобы смоделировать, что происходит с лесными средами обитания, которые разбиваются на «острова» в результате такой наземной деятельности. как преобразование сельского хозяйства в поля и пастбища.
«Было обнаружено, что когда куски земли разделяются, в этих фрагментах происходят резкие экологические изменения, которые в какой-то момент обычно приводят к исчезновению многих видов», - сказал Шахабуддин, один из докторантов Терборга. ученики.«Я решила посмотреть на бабочек, потому что мало кто смотрит на таких беспозвоночных в лесных фрагментах», - добавила она в интервью.
В 1995 году Шахабуддин начал оценивать способы адаптации к наводнению примерно 40 различных видов бабочек, которые питаются только гниющими фруктами, завершенное в 1986 году. Используя небольшую моторную лодку, она и ее помощники посетили четыре крошечных острова. еженедельно проводить инвентаризацию бабочек. Ныне изолированные острова располагались на расстоянии от 0,1 до 3 километров (километр равен примерно 6/10 мили) от «источников колонизации», мест, где, как известно, существовали постоянные популяции бабочек.
Сравнивая эти подсчеты бабочек с другими, проведенными на «контрольных» участках на более крупных островах и на материке, она пришла к быстрому выводу. «Самое важное, что я обнаружила, это то, что на этих маленьких островах почти не было бабочек, тогда как, если вы отправитесь на более крупный остров или в сплошной лес, их плотность будет намного выше», - вспоминает она.
Она нашла это озадачивающим, потому что ее исследования также показали, что многие из этих видов бабочек вполне способны летать на острова, еще более удаленные от материка. «Я была очень озадачена тем, как я собиралась разобраться во всех этих эффектах и изучить их», - добавила она. «Поэтому я решил сосредоточиться на одном виде бабочек».
Шахабуддин выбрал Hamadryas februa, одну из группы бабочек, обычно называемых «шашечными» или «ситцевыми» бабочками из-за их рисунка крыльев. По ее словам, как группа бабочки-шашечки широко распространены в американских тропиках, простираясь на север до Техаса..
Однако известно, что вид Hamadryas februa откладывает яйца только на неприметной лиане под названием Dalechampia scandens. Эта особенность облегчила ей изучение того, почему эти бабочки могут быть найдены на одном острове, но не на другом. Полезной подсказкой будет наличие или отсутствие мест откладывания яиц.
В 1996 и 1997 годах она расширила область своего исследования, включив в нее 11 небольших островов и девять различных контрольных участков. Она также провела инвентаризацию Dalachampia, растений-«хозяев» бабочек. «Самым поразительным было то, что от острова к острову были большие различия в количестве растений-хозяев», - сказала она. «Можно подумать, что такое маленькое деревянистое растение будет повсюду. Но на некоторых островах его просто не было».
Изучая также источники пищи насекомых, Шахабуддин узнала, что «найти в лесу плодоносящее дерево - довольно тяжелая работа», - сказала она. «Прошлым летом я обнаружил, что на гектар (около 2,4 акра) плодоносит не более одного дерева, и это было в пик сезона плодоношения».
Чтобы еще больше усовершенствовать свое исследование, она решила проследить движения бабочек и их размножение с помощью экспериментов по отлову и выпуску. Она использовала ловушки с наживкой из гниющих бананов, чтобы ловить голодных бабочек в сетях. Затем она пометила крылья пойманного насекомого, отпустила их, а позже снова поймала отмеченных бабочек в других местах.
Эти эксперименты показали, что этот вид бабочек «просто не любит эти маленькие острова», - сказал Шахабуддин. «Я обнаружил, что на маленьких островах происходит очень мало размножения. Бабочки не откладывают там яйца. Они откладывают гораздо больше яиц на больших островах и на островах с большим количеством растений-хозяев.
Очевидно, маленькие острова избегали, потому что им не хватало ресурсов. «Это очень сложная система, - сказала она. «При высокой плотности растений-хозяев бабочки, как правило, остаются дольше. Следовательно, они склонны откладывать больше яиц. Люди предполагают, что эти острова очень похожи с точки зрения распределения ресурсов. Это может быть верно для некоторых видов, таких как грызуны., игуаны или обезьяны-ревуны. Но это не относится к некоторым специализированным бабочкам."
Шахабуддин отметил, что «многие из тех же процессов, которые мы изучаем, происходят в национальных парках, которые напоминают лесные острова посреди антропогенного ландшафта. Такие исследования помогают точно определить экологические изменения, происходящие в наших все более фрагментированных ландшафтах, и, таким образом, помогают разработать стратегии сохранения».
Рао, еще одна ученица Терборг, готовящаяся получить докторскую степень, присоединилась к Шахабуддину в ее экспедициях по островам, чтобы изучить другой вопрос. Ее интересовало множество видов муравьев, которые хирургическим путем удаляют листья с молодых деревьев и уносят их в свои колонии, чтобы выращивать грибок, которым они питаются.
Рао обнаружил, что эти муравьи-листорезы, кажется, процветают на очень маленьких островах, которых избегают некоторые бабочки. Фактически, ее систематическая перепись показала в среднем 5,6 колоний муравьев-листорезов на гектар на самых маленьких островах, по сравнению с 2,3 на островах среднего размера и только 0,72 на самых больших.
Причина, по-видимому, связана с присутствием или отсутствием основного хищника муравьев-листорезов: броненосцев. «Они полностью отсутствуют на маленьких островах», - сказала она.«Каждому броненосцу для выживания требуется три или четыре гектара, а средний размер меньших островов намного меньше».
Она подкрепила это наблюдение экспериментами с использованием клеток для защиты муравьиных колоний от нападения броненосцев, и обнаружила, что это значительно увеличивает их выживаемость. «Мое исследование показало мне, что отсутствие броненосцев в значительной степени способствовало чрезмерному изобилию муравьев на небольших островах», - сказал Рао..
Рао продолжал исследовать экологические последствия этого «гиперизобилия». После определения того, какие из 43 распространенных видов, произрастающих там, являются «предпочтительными» источниками пищи для муравьев, она определила, что «относительная численность» предпочтительных видов снижается в окрестностях муравьиных колоний, которые она там изучала.
«Я обнаружила, что предпочитаемые виды были недостаточно представлены в подлеске небольших островов, что указывает на то, что чрезмерное изобилие может в конечном итоге повлиять на состав пород деревьев на небольших островах», - сказала она.