До пандемии COVID-19 студентка биологического факультета Оттавского университета Меган Райх наслаждалась поездкой на всю жизнь, пересекая восточное побережье Соединенных Штатов в поисках особых острых ощущений: молочая.
Молочая является растением-хозяином для бабочки монарха, и Меган хотела собрать разнообразную ее выборку, чтобы провести анализ соотношения изотопов, который позволил бы построить карту, показывающую, как изотопы меняются в зависимости от ландшафта. Это помогло бы ей определить, где вылупились образцы ее монарха, и, возможно, лучше понять пути миграции этого насекомого, находящегося под угрозой исчезновения.
Путешествие Меган заняло 74 дня, она преодолела 20 000 километров по 22 штатам, чтобы собрать образцы с помощью учителей, биологов штата и федерального уровня, городских служащих, владельцев кемпингов и фермеров. Сейчас она опубликовала исследовательскую работу, демонстрирующую, как картирование изотопов стронция может значительно улучшить возможности отслеживания этих важных насекомых.
«Животные питаются ландшафтом, они собирают и сохраняют локальные изотопные сигнатуры в инертных тканях, а монархи - в своих крыльях. Эти ткани сохраняют изотопные сигнатуры врожденного происхождения человека», - говорит Меган, Аспирант факультета естественных наук.
"В этом исследовании мы показываем, что изотопы стронция, особенно в сочетании с изотопами водорода, могут помочь исследователям более точно определить, где вылупилась бабочка монарх. Затем мы использовали новый инструмент, применив его к образцу. монархов, чтобы увидеть, откуда они произошли."
Выслеживание монархов: сложная задача
Отслеживание бабочек-монархов, которые имеют маленькое тело и пересекают тысячи миль над международными границами, является дорогостоящей и сложной задачей. Восстановление помеченных монархов происходит редко.
Понимание путей миграции насекомых, которые переносят биомассу, питательные вещества, пыльцу, генетическую информацию и экосистемные услуги через континент, имеет решающее значение, особенно для понимания того, почему численность популяции этой бабочки сокращается.
Значение изотопов
"Изотопы - это атомы одного и того же элемента, которые имеют одинаковое количество протонов и электронов, но имеют разное количество нейтронов, что делает их разными по массе. Соотношения между тяжелыми и легкими изотопами варьируются в зависимости от ландшафта, " объясняет Меган.
До сих пор изотопы водорода использовались в основном для отслеживания происхождения бабочек-монархов и предоставляли важную информацию, имеющую отношение к сохранению монархов. В отличие от радиоошейника, который мог точно сказать вам, куда путешествовало животное, изотопы водорода могут сказать вам только общую область, где была сформирована ткань. В этом исследовании мы показываем, что изотопы стронция, особенно в сочетании с изотопами водорода, могут помочь исследователям более точно определить, где вылупилась бабочка-монарх, примерно в четыре раза точнее».
Географические подсказки, чтобы понять упадок монарха
В конечном итоге Меган проанализировала 100 бабочек-монархов и обнаружила, что зимующие монархи, вероятно, родом из Техаса, продемонстрировав способность изотопов отвечать на важные вопросы о миграции животных, предоставив географический снимок и потенциальные ключи к пониманию сокращения популяции.
В случае с монархами было предложено несколько причин сокращения популяции, в том числе вырубка лесов и экстремальные погодные явления, потеря среды обитания на летних нерестилищах, смертность во время миграции на юг, усиление паразитизма и последствия изменения климата», - говорит Меган, которая сотрудничала с коллегами из Университета Гуэлфа и Центра наук об окружающей среде Университета Мэриленда в этом исследовании.
"Чтобы понять относительный вклад и силу этих движущих сил, нам нужно лучше понять миграционные связи монархов и закономерности с течением времени. Теперь мы смогли создать новый, готовый к использованию инструмент для исследователей, который поможет в сохранении бабочки монарха."