Очень голодная гусеница и экосистема

яЕсли вы дадите гусенице лист, скорее всего, она расскажет вам о состоянии мира.

Это то, что химик-эколог Тара Массад научился собирать тысячи гусениц в национальном парке Горонгоса в Мозамбике. Ее работа является частью Карта жизни Горонгоса, амбициозный проект по созданию многомерной карты взаимодействия между видами. Документирование того, какие виды составляют парк и как они связаны, — это путь к их сохранению.

«Понимание экосистемы и всех ее элементов является необходимым условием для эффективного сохранения, основанного на науке», — говорит Петр Наскрецкий, заместитель директора лаборатории EO Wilson Lab в Горонгосе, которая проводит долгосрочные исследования в области документирования биоразнообразия, экологии и биологии сохранения. .

На каждое травоядное насекомое часто приходится одна или даже две паразитоидные осы, питающиеся им.

В течение многих лет Массад обыскивал Горонгозу в поисках любимых жевательных листьев гусениц — колючих или гладких, ярко окрашенных или сливающихся с окружающей средой — и помещал их в мешки с прожорливой личинкой. В лаборатории ученые наблюдают классическую драму жизненного цикла: растения поедаются гусеницами, гусениц поедают паразитоиды — насекомые, личинки которых живут как паразиты, убивающие своих хозяев, а паразитоидов поедают гиперпаразитоиды, паразиты, питающиеся паразитами. «Это очень сложное взаимодействие, и часто эти взаимодействия невероятно зависят от вида», — говорит Петр Наскрецкий, заместитель директора лаборатории EO Wilson Lab в Горонгосе, которая проводит долгосрочные исследования в области документирования биоразнообразия, экологии и биологии сохранения.

Понимание этих взаимодействий важно, потому что гусеницы являются связующим звеном пищевой сети. Помимо того, что они являются хозяевами различных паразитов, они поедают растения, их поедают летучие мыши и птицы. Те, которым удается завершить свой жизненный цикл, становятся мотыльками или бабочками, которые опыляют больше растений и часто также становятся пищей для многих различных животных.

Массад приехала в Горонгосу в 2014 году из Бразилии, где она училась в докторантуре, изучая растительноядных животных и защиту растений в тропических лесах Южной Америки. Сегодня она является наставником студентов магистратуры в Горонгосе и инструктором по оценке окружающей среды, тропической экологии и охране природы в Университете штата Орегон.

Она объясняет, что более половины всех описанных видов организмов в мире непосредственно участвуют во взаимодействиях растений, травоядных и паразитоидов, хотя очень мало известно о фактическом разнообразии паразитоидов в тропических экосистемах, таких как мозамбикская. По словам Массада, чтобы понять разнообразие Горонгоса, нужно понять экосистемы парка, что означает создание базовой схемы взаимодействия между его невероятно разнообразными видами.

В случае Массада это означало очень простую задачу: сопоставление гусениц с их взрослыми формами, такими как мотыльки или бабочки, что не было полностью сделано во многих частях Африки и других тропических районах, а также сопоставление гусениц с растениями и паразиты для гусениц. Массад обнаружил, например, что на каждое травоядное насекомое часто приходится одна или даже две паразитоидные осы, которые им питаются. Ее исследование, по ее словам, может «ответить на вопросы о специализации, которая важна с экологической точки зрения, потому что мы знаем, что тропики более богаты видами, чем другие районы мира».

Одна из гипотез о том, почему тропики более богаты видами, чем другие районы мира, заключается в том, что жизнь здесь стала более специализированной. В тропиках определенный вид гусеницы часто питается только одним видом растения-хозяина, тогда как в умеренной зоне они могут питаться несколькими растениями-хозяевами. Это создает больше видов с течением времени, поскольку растения эволюционируют, чтобы защитить себя от травоядных, а травоядные эволюционируют, чтобы выдерживать новые средства защиты растений.

Экологическое исследование Massad предлагает взглянуть на изменение климата. «Мы изучили, как изменения в осадках могут повлиять на уровень паразитизма», — говорит она. «Итак, если вы прервете паразитизм, вы прервете этот нисходящий контроль, и у вас будет больше травоядных и естественных систем, на которые можно повлиять».

Такого рода работы ранее выполнялись Ли Дайер, научный руководитель Массада в Университете Тулейна, изучавший гусениц в Аризоне, Эквадоре и Коста-Рике. Дайер является соавтором 22-летней коллекции гусениц. изучать из Коста-Рики, который показывает, что 40 процентов обычных групп гусениц и их паразитоидов находятся в состоянии упадка, что сказывается на всей экосистеме.

По словам Массада, такие исследования ценны не только в Горонгосе. Это дополняет наши знания о разнообразии экологических взаимодействий, что является более информативным показателем разнообразия и здоровья экосистемы, чем богатство видов само по себе. Данные помогают нам понять, насколько простыми или сетевыми являются пищевые сети, что указывает на то, насколько устойчивыми к изменениям могут быть экосистемы. В долгосрочной перспективе эти данные могут показать, как изменение климата влияет на экологические взаимодействия, а также предоставить информацию о снижении численности насекомых.

«Всякий раз, когда мы можем собрать больше данных об экологических взаимодействиях из экосистем, которые еще не изучены, мы получаем знания о повсеместности или особенностях закономерностей в природе», — говорит Массад.

Кэтрин Гэммон — независимый научный писатель из Санта-Моники, Калифорния, пишет об окружающей среде, науке и воспитании детей. В настоящее время она ведет репортаж из национального парка Горонгоса в Мозамбике. Вы можете найти ее в Твиттере @kategammon.

Наутилус Серия Gorongosa публикуется в сотрудничестве с Научно-образовательной медиа-группой Медицинского института Говарда Хьюза.

На первом фото: гусеница плодожорки из Горонгоса, Мозамбик. Фото Петра Наскрецкого.