Во время своей ежегодной миграции на места зимовки в Мексике бабочки-монархи сталкиваются с опасностями, начиная от автомобилей и грузовиков и заканчивая штормами, засухами и хищниками. Исследование, проведенное экологами из Университета Джорджии, обнаружило доказательства того, что эти знаковые насекомые могут столкнуться с новой проблемой.
В местах своего миграционного пути некоторые мигранты сталкиваются с постоянными монархами, которые размножаются круглый год в одних и тех же местах, используя экзотические садовые растения. Мигранты, проходящие через районы, где проживают монархи, могут быть подвержены высокому уровню заболеваемости и могут даже сами прекратить миграцию и остаться в местах проживания.
Поскольку модели миграции многих видов меняются в ответ на деятельность человека, результаты, только что опубликованные в Ecology Letters, имеют значение для других мигрирующих животных, а также для монархов.
Постоянные колонии бабочек-монархов, которые размножаются круглый год, появились в прибрежных районах от Южной Каролины до Техаса в последние десятилетия благодаря широкому распространению тропической молочая. Тропический молочай является растением-хозяином для монархов, которое обычно растет в Южной и Центральной Америке и не является родным для монархов США. Молочай требуется для откладывания яиц. Поскольку местных молочая в США стало меньше, тропическая молочай стала популярной для продажи в садовых центрах. Но в отличие от местных североамериканских молочая, тропический молочай не отмирает зимой в теплых районах. Имея круглогодичный источник пищи, некоторые монархи начали оставаться на месте и размножаться в течение осени и зимы, но за это приходится платить.
«Из предыдущего исследования с гражданскими учеными мы узнали, что монархи, размножающиеся в зимние месяцы на юге США (а не мигрирующие в места зимовки в Мексике), страдают от чрезвычайно высоких показателей паразитизма», - сказала Дара Саттерфилд из Смитсоновского института., который руководил исследованием, будучи докторантом Школы экологии UGA Odum. Паразит, называемый OE (сокращение от Ophryocystis elektroscirrha), представляет собой изнурительное простейшее, которое сокращает продолжительность жизни монархов и ослабляет их полет. У монархов-резидентов высокий уровень заражения, вероятно, из-за потери миграции, что обычно помогает избавиться от паразитов.
Далее исследователи хотели выяснить, что это может означать для мигрирующих монархов, которые все еще путешествуют в Мексику и обратно.
«Мы хотели понять, вступают ли относительно здоровые мигрирующие бабочки в контакт с этими действительно больными бабочками во время их миграционных маршрутов, и есть ли у них признаки повышенного риска заражения паразитами или изменения их поведения в движении», - Саттерфилд. сказал.
Чтобы выяснить это, Саттерфилд отправился в Техас во время осенней и весенней миграции 2014 и 2015 годов, чтобы посетить места, через которые проходит большинство монархов Северной Америки по пути в Мексику и обратно. Работая с несколькими преданными гражданскими учеными, она изучала монархов на девяти участках, примерно половина из которых содержала тропические молочая, поддерживающие круглогодичное размножение монархов, а половина из которых содержала только местную молочай..
Она и ее коллеги определили, какие бабочки живут круглый год, а какие мигрируют, анализируя химический состав их крыльев.
«Существует около 100 видов молочая, произрастающих в Северной Америке, и каждый вид молочая имеет свою собственную химическую сигнатуру», - сказала Соня Альтизер из школы Odum, старший автор исследования. «Кроме того, молочая, которая растет в разных географических регионах, улавливает различные сигнатуры таких элементов, как углерод и водород. «Когда монарх ест молочай, он улавливает эти химические сигнатуры и сохраняет их на крыльях."
Затем Саттерфилд проанализировал уровень инфицирования жителей и мигрантов, обнаруженных на круглогодичных участках молочая, а также на сезонных местных участках молочая.
Исследование показало, что некоторые мигрирующие монархи, летающие через прибрежный Техас, встречаются в тех же местах и в то же время, что и сильно инфицированные монархи-резиденты. Из бабочек, отобранных во время осенней миграции, Саттерфилд обнаружил только мигрантов на участках с аборигенным молочаем. На участках с тропическим молочаем на побережье Техаса присутствовали как мигранты, так и местные жители, при этом мигранты составляли около половины монархов на участках осенью.
«Экология монархов тесно связана с экологией их пищевых растений молочая», - сказал соавтор исследования Марк Хантер из Мичиганского университета. «Когда мы изменяем распространение и численность молочая, вводя экзотические виды или уничтожая местные виды, мы должны ожидать негативных последствий для монархов."
В целом, 95 процентов монархов-резидентов были инфицированы, по сравнению с 9 процентами мигрантов, но в круглогодичных местах размножения было инфицировано более четверти всех мигрантов.
Саттерфилд предупредил, что это не обязательно означает, что мигранты в этих местах заразились, смешиваясь с местными жителями.
«Мы думаем, что эти участки тропической молочая могут привлекать уже инфицированных монархов», - сказал Альтизер. «Это может быть из-за чего-то, что мы могли бы назвать мигрирующим отсевом. Зараженные бабочки мигрируют хуже и с большей вероятностью выбывают из миграции, и когда они видят этот тропический молочай, они остаются там».
Кроме того, исследователи обнаружили, что некоторые из мигрантов, которые останавливались на участках с круглогодичными жителями, находились в репродуктивном состоянии в то время года, когда монархи обычно не размножаются. Переключение ресурсов с миграции на воспроизводство может быть достаточно дорогостоящим, чтобы помешать им завершить свое путешествие в Мексику.
Весной, когда монархам нужно найти молочай, чтобы отложить яйца, исследователи обнаружили, что некоторые мигранты, летящие на север из Мексики, делили среду обитания с местными монархами и откладывали яйца на тропическом молочая, что повышает риск заражения для потомков мигрантов.
Учитывая снижение численности монархов, Саттерфилд сказал, что повышенный риск заражения, создаваемый круглогодично размножающимися монархами, вызывает обеспокоенность, но решение есть.
«Мы рекомендуем, чтобы восстановление среды обитания для монархов было сосредоточено на местных видах молочая, которые синхронизированы с естественным миграционным циклом монарха и не допускают круглогодичного размножения, которое может привести к высокому уровню паразитизма», - сказала она.
"Болотный молочай - хороший выбор, потому что его легче выращивать, чем некоторые другие местные молочая, и он произрастает на большей части востока США. В местах, где тропический молочай уже встречается, его можно сократить осенью и зимой (ежемесячно), примерно до 6 дюймов для стеблей - если вы живете в прибрежной зоне, это особенно важно. Но еще лучше, замените его местными молочаями."