Chaoborus spp - это небольшой вид мух, который встречается во всем мире (кроме Антарктиды). Насекомое проводит один-два года своего жизненного цикла под водой в личиночном состоянии, в озерах не глубже 70 метров. Личинки проводят день в донных отложениях озера, а ночью поднимаются на поверхность для кормежки. Они оснащены воздушными мешками, которые они могут регулировать, чтобы изменять свою глубину в воде, чтобы мигрировать вверх и вниз. Ученые из Женевского университета (UNIGE) в Швейцарии в сотрудничестве с берлинским Институтом пресноводной экологии и рыболовства во внутренних водах им. Лейбница (IGB), Потсдамским университетом и университетом Суонси обнаружили, что виды Chaoborus также используют метан, который он находит на дне озер, чтобы помочь оно перемещается. Этот вид выделяет метан в поверхностные воды, увеличивая вероятность того, что газ попадет в атмосферу. Исследование, которое только что было опубликовано в Scientific Reports, демонстрирует негативную роль личинок не только в глобальном потеплении, но и в нарушении осадочных слоев на дне озер.
Жизненный цикл мелкой мухи Chaoborus spp известен уже почти столетие. В то время ученые обнаружили, что на личиночной стадии (самая длинная фаза своего цикла) личинка вооружена маленькими воздушными мешочками - везикулами, которые она использует для перемещения между поверхностью озера, где она питается, и отложениями на дне. озера, где он защищается от хищников и дневной жары. Chaoborus spp может регулировать свое положение в воде, надувая эти воздушные карманы, чтобы подняться на поверхность, или, наоборот, сжимая их, чтобы снова спуститься. Однако на глубине 70 метров личинка не может надуть свои пузырьки из-за оказываемого на них давления воды. Итак, что он делает? Это вопрос, который исследовала группа под руководством профессора Дэниела МакГинниса из Института им. Ф.-А. Департамент Фореля на факультете естественных наук Женевского университета в сотрудничестве с IGB в Берлине, Университетом Суонси и Потсдамским университетом.
Метан - это газ, плохо растворимый в воде. Мы знаем, что он присутствует в очень больших количествах в бескислородных отложениях (обедненных кислородом), и что он превышает растворимость в воде и образует мелкие пузырьки. Поэтому мы выдвинули гипотезу, что личинки Chaoborus spp поглощают избыточные пузырьки газа, чтобы раздувать свои пузырьки, несмотря на давление воды, и таким образом могут возвращаться на поверхность», - объясняет профессор МакГиннис. Ученые действительно обнаружили, что метан, поскольку он предпочитает воздух воде, естественным образом скользит в газовые мешки личинки, позволяя ей надувать их и без особых усилий достигать поверхности. Благодаря этой оригинальной надувной «подъемной» системе виды Chaoborus экономят до 80% энергии, которую они потратили бы, если бы им пришлось всплывать на поверхность. Следовательно, личинки требуют меньше пищи и могут расширять свой ареал.
Личинки Chaoborus spp: усиление парникового эффекта
Ученые впоследствии захотели узнать, что личинки делают с метаном, который они хранят. «Сначала мы поместили личинок в колбу с водой, богатой метаном, а затем переместили их в воду с низким содержанием метана», - продолжает МакГиннис. «После проведения измерений мы заметили, что уровень метана увеличился пропорционально количеству присутствующих личинок. Другими словами, личинки выделяют этот газ в воду, как только достигают поверхности». На пресную воду приходится 20% естественных выбросов метана, а метан поглощает в 28 раз больше тепла, чем CO2; Короче говоря, он оказывает значительное влияние на эффект парниковых газов. В нормальных условиях метан выделяется и хранится в озерных отложениях. Однако личинки Chaoborus spp выпускают газ из этой зоны и повышают его шансы на попадание в атмосферу. Следовательно, они частично ответственны за глобальное потепление.
Что можно сделать в этой ситуации? «Личинки вида Chaoborus, плотность которых колеблется от 2 000 до 130 000 особей на квадратный метр, встречаются только в воде плохого качества, т. е. когда в ней слишком много питательных веществ», - добавляет профессор МакГиннис. «Таким образом, это означает улучшение качества воды и того, как мы следим за сельским хозяйством и очищаем сточные воды. Личинки также позволяют некоторым загрязняющим веществам достигать поверхности, поскольку они приносят с собой частицы осадка.
Chaoborus spp: препятствие в изучении озерных отложений
Палеолимнология - это изучение воды на протяжении веков. Дисциплина основана на анализе различных слоев отложений, обнаруженных в водоемах, с полосами, позволяющими ученым исследовать различные состояния воды на протяжении веков. Тем не менее, это возможно только в том случае, если отложениям позволили осесть и затвердеть на дне озера, не потревожив их. Но, опять же, личинки Chaoborus spp нарушают эти анализы, поскольку они взбалтывают слои донных отложений, когда прячутся в дневное время. Следовательно, у ученых больше нет доступа к надежным бороздкам для анализа. Профессор МакГиннис заключает: «Подводя итог, несмотря на то, что изучение насекомых увлекательно, присутствие видов Chaoborus всегда является плохим признаком для здоровья экосистемы. В то же время это дает нам еще одну причину для обеспечения хорошего качества воды. в наших озерах."