Используя 22-летний набор данных о взаимодействиях растений, гусениц и паразитоидов, собранный на участке охраняемого коста-риканского низменного карибского леса, ученые сообщают о снижении разнообразия и плотности гусениц и паразитоидов, что сопровождается потерей важной экосистемной услуги.: биоконтроль травоядных паразитоидами.
Исследование ученых из Университета Невады в Рино, опубликованное в журнале Scientific Reports на этой неделе, свидетельствует о удручающем сокращении числа обычных родов гусениц и экосистемных услуг, предоставляемых их естественными врагами.
«Снижение разнообразия травоядных и врагов, а также частота паразитизма частично объясняются изменениями климата, в том числе увеличением количества экстремальных осадков и повышением средних температур», - говорит ведущий автор исследования Даниэль Сальсидо.
В 2017 году наблюдение профессора Ли Дайера из Научного колледжа Университета о том, что на биологической исследовательской станции Ла-Сельва в Коста-Рике чаще случаются наводнения, стало катализатором исследования под руководством аспиранта Сальсидо для изучения модели экстремальных осадков и их потенциальное экологическое воздействие на взаимодействие растений, гусениц и паразитоидов в этом тропическом лесу низменности.
«Ла-Сельва - это изолированный участок леса, окруженный сельскохозяйственными угодьями, который отвечает за глобальный экспорт бананов, ананасов и пальм», - сказал Сальсидо. «Участки среды обитания, такие как Ла-Сельва, являются источником популяций паразитоидов, которые контролируют популяции вредителей на окружающих сельскохозяйственных плантациях. Сокращение паразитизма со стороны специализированных паразитоидов угрожает этой услуге и, в конечном итоге, здоровью экосистемы в лесу».
Вместе с соавтором и профессором Университета Невады, биологом и экспертом по бабочкам Мэтью Фористером, эти исследователи обнаружили ошеломляющее снижение разнообразия и плотности гусениц и паразитоидов за 22 года исследования. Частота встречаемости более 40% из 64 собранных обычных родов гусениц снизилась, что свидетельствует о потере целых групп гусениц.
Исследователи также обнаружили экологические издержки, связанные с наблюдаемыми потерями. Параллельно со снижением разнообразия было сокращение паразитизма с годами - естественная форма биоконтроля и важная экосистемная услуга. Наблюдаемое снижение представляет собой снижение паразитизма на 30% в течение следующих 100 лет.
Увеличение изменчивости осадков и сдвиги средних максимальных и минимальных температур были наиболее важными климатическими переменными, связанными с уменьшением разнообразия.
«Мы показываем, что изменение климата частично объясняет наблюдаемое снижение», - сказал Сальсидо. «Переменной с наибольшим эффектом во всех моделях был эффект времени, и он указывает на роль неизмеряемых переменных, таких как окружающие изменения в землепользовании и использование пестицидов».
За несколько десятилетий, предшествовавших исследованию, большая часть леса, окружающего Ла-Сельву, была вырублена для пастбищ, которые были преобразованы в высокоурожайные плантации с высокими затратами, так что использование пестицидов значительно увеличилось за годы исследования.
Задержка во времени экстремальных климатических явлений внесла заметный вклад в сокращение паразитизма.
«Мы обнаружили, что наводнения в данном году повлияли на паразитизм в следующем году», - сказала она. «Взаимодействия гусениц и паразитоидов тесно связаны и зависят от узких окон для синхронного развития. Незначительные сдвиги в циклах популяций хозяина и паразитоида из-за переменных запаздывающих эффектов могут иметь серьезные последствия для этих узкоспециализированных и синхронизированных взаимодействий."
Сокращение биоразнообразия насекомых, о котором сообщается в этом исследовании, не вызывает особого удивления на фоне общепризнанного глобального кризиса биоразнообразия. Это исследование сохраняет актуальность вопроса о снижении численности насекомых и, что более важно, выявило уязвимость наиболее разнообразных регионов и таксонов даже в пределах охраняемых местообитаний, а также роль экстремальных климатических явлений в функционировании экосистемы.
«Этот набор данных представляет собой один из немногих в своем роде и примечателен вкладом ученых сообщества Earthwatch», - сказал Сальсидо. «В идеале такие результаты, как наши, дают импульс для изменения политики, которая способствует исследованиям, сохранению и управлению. По крайней мере, мы надеемся, что это мотивирует продолжение исследований, связанных с экологическими последствиями факторов глобальных изменений в тропиках».
Данные, используемые для этого исследования, в основном собираются постоянными группами общественных ученых, которых ученые привозят на место каждый год, что подчеркивает важность привлечения общественности для успеха и долговечности долгосрочного и непрерывного сбора информации о тропиках. и мониторинг.
Статья в исследовательском журнале Nature Scientific Reports «Потеря доминирующих родов гусениц в защищенном тропическом лесу» была написана Сальсидо, Фористером, Умберто Гарсиа-Лопесом и Дайером.
Фористер и Дайер недавно совместно с 70 другими учеными со всего мира написали вторую статью в издании Nature Nature Ecology and Evolution под названием «Международные ученые формулируют дорожную карту для сохранения и восстановления насекомых», которая является свидетельством призыва -к действиям, вызванным повышением осведомленности общественности о снижении численности насекомых. Их дорожная карта по сохранению и восстановлению насекомых была опубликована на этой неделе.