Скорость, с которой крошечный муравей эволюционирует, чтобы справиться с потеплением городской среды, предполагает, что некоторые виды могут эволюционировать достаточно быстро, чтобы выжить или даже процветать при более высоких температурах, характерных для городов, согласно новому исследованию, проведенному учеными. в Университете Кейс Вестерн Резерв.
Эволюция часто рассматривается как процесс, который занимает тысячелетия, но городским желудевым муравьям, собранным в Кливленде, потребовалось не более 100 лет, чтобы приспособиться к своему теплоулавливающему дому из асфальта и бетона, пропитанного отработанным теплом автомобилей и здания - хотя их устойчивость к холоду была снижена.
Выводы исследователей опубликованы в Интернете в Биологическом журнале Линнеевского общества.
Муравьи являются видом-индикатором, и, сравнивая физиологию городских и сельских муравьев, мы можем получить представление о том, смогут ли муравьи и другие хладнокровные животные справиться с изменениями температуры, связанными с урбанизацией и другие источники потепления, такие как глобальное изменение климата», - говорит Сара Даймонд, доцент биологии в Case Western Reserve и ведущий автор исследования.
Даймонд работал с Райаном Мартином, доцентом кафедры биологии, научными сотрудниками Лейси Чик и Стефани Стриклер, а также аспирантом Эйбом Пересом.
Города, как правило, на пару градусов теплее, чем окружающие сельские районы. Чтобы определить, эволюционируют ли животные или просто приспосабливаются к дополнительному теплу, исследовательская группа собрала и сравнила желудевых муравьев из города и близлежащих сельских угодий.
Желудевый муравей (Temnothorax curvispinosus) широко распространен и играет важную роль в разложении органических материалов в городских и сельских районах США. Этот вид муравьев меньше крошки печенья; целая колония из 250 особей может поместиться в одном желуде.
Исследователи собрали колонии в пределах города Кливленда и в 28 милях к востоку от Дендрария Холдена в пригороде Киртланда, штат Огайо, для изучения в лаборатории Даймонда.
Чтобы изолировать эволюционные изменения от краткосрочной акклиматизации, группы сельских и городских муравьев были выращены в более теплых городских условиях примерно на 10 недель. Другие группы из обоих мест выращивались в более прохладных сельских условиях в течение 10 недель.
Испытания на термостойкость показали, что все муравьи акклиматизировались.
"Они очень пластичные", сказал Мартин. «Но муравьи, собранные в городских условиях, сохранили более высокую устойчивость к жаре и потерю устойчивости к холоду по сравнению с сельскими муравьями, независимо от того, родились и выросли ли они при теплых или холодных температурах».
Мартин и Даймонд считают, что кливлендские муравьи эволюционировали по мере того, как город становился и оставался высокоурбанизированным в течение последних 100 лет. По оценкам исследователей, поскольку муравьиные матки, откладывающие яйца, живут от 5 до 15 лет, эволюция до устойчивости к жаре, вероятно, заняла не более 20 поколений.
С учетом того, что температура, по прогнозам, повысится как минимум на пару градусов по Цельсию в течение следующего столетия, «глобальные данные показывают, что реакции на акклиматизацию будет недостаточно, чтобы отреагировать на изменение климата, но некоторые виды, такие как желудевые муравьи, может развиваться достаточно быстро», - сказал Даймонд.
Исследователи предполагают, что этот эксперимент можно повторить с другими видами в городах по всему миру.
Смогут ли другие виды адаптироваться так же быстро к городам и другим источникам изменения температуры, неизвестно, но остается важным вопросом для исследователей, пытающихся предсказать, как будут выглядеть будущие биологические сообщества и как они будут функционировать, говорят Даймонд и Мартин.