Преместването на насекоми в нови среди може да наруши деликатния баланс на екосистемите.
Животните могат да издържат само на температури в даден диапазон. Горната и долната температура на този диапазон се наричат неговите критични топлинни граници. Когато тези граници са превишени, животното трябва или да се адаптира, или да мигрира към по-хладен климат.
Температурите по света обаче се покачват с бързи темпове. Рекордните горещи вълни в Европа това лято са показателни за това. Горещи вълни като тези могат да доведат до това температурите редовно да надвишават критичните топлинни граници, застрашавайки много видове.
В едно ново проучване моите учени правят оценка на това, колко добре 102 вида насекоми могат да коригират своите критични температурни граници, за да оцелеят. Те откриват, че насекомите имат слаб капацитет за това, което ги прави особено уязвими към изменението на климата.
Въздействието на изменението на климата върху насекомите може да има дълбоки последици за човешкия живот. Много видове насекоми изпълняват важни екологични функции, докато движението на други може да наруши баланса на екосистемите.
Как животните се приспособяват към температурните крайности?
Едно животно може да разшири своите критични термични граници чрез аклиматизация или адаптация.
Аклиматизацията настъпва в рамките на живота на животното (често в рамките на часове). Това е процесът, чрез който предишно излагане помага да се осигури защита на животно или насекомо срещу последващ стрес от околната среда. Хората се аклиматизират към интензивно излагане на ултравиолетови лъчи чрез постепенно придобиване на тен, което по-късно предпазва кожата от вредните ултравиолетови лъчи.
Един от начините, по който насекомите се аклиматизират, е чрез производство на протеини от топлинен шок в отговор на излагане на висока температура. Това предотвратява смъртта на клетките.
Някои насекоми също могат да използват цвят, за да се аклиматизират. Калинките, които се развиват в топла среда, излизат от стадия на какавида с по-малко петна от насекомите, които се развиват на студено. Тъй като по-тъмните петна абсорбират топлината, наличието на по-малко петна поддържа насекомото по-хладно.
Адаптацията възниква, когато полезните гени се предават през поколенията чрез еволюция. Има множество примери за еволюция на животни в отговор на изменението на климата.
През последните 150 години някои видове австралийски папагали, като какаду и червените папагали, са развили по-големи клюнове. Тъй като по-голямо количество кръв може да бъде пренасочено към по-голям клюн, повече топлина може да се загуби в околната среда.
Но еволюцията се случва за по-дълъг период от аклиматизацията и може да не позволи на критичните топлинни граници да се коригират в съответствие с текущия темп на покачване на глобалната температура. Горните термични граници се развиват особено бавно, което може да се дължи на големите генетични промени, необходими за по-голяма устойчивост на топлина.
Следователно изследванията за това как аклиматизацията може да помогне на животните да оцелеят при изключително повишаване на температурата се превръщат в област на нарастващ научен интерес.
Слаба способност за приспособяване към температурни крайности
Учените откриват, че когато са изложени на промяна на температурата с 1 ℃, насекомите могат да променят горната си топлинна граница само с около 10% и долната си граница средно с около 15%.
За сравнение, отделно проучване установява, че рибите и ракообразните могат да променят границите си с около 30%.
Но откриват, че има прозорци по време на развитието си, през които насекомото има по-голяма толерантност към топлината. Тъй като младите насекоми са по-малко подвижни от възрастните, те са по-малко способни да използват поведението си, за да променят температурата си.
Гъсеница в стадий на пашкул, например, не може да се премести на сянка, за да избяга от топлината.
Изложен на по-големи температурни вариации, този неподвижен етап от живота е изправен пред силен еволюционен натиск за разработване на механизми, които да издържат на температурен стрес. Младите насекоми обикновено имат по-голяма способност да се аклиматизират към повишаващите се температури, отколкото възрастните насекоми.
Младите са успели да променят горната си топлинна граница средно с 11%, в сравнение със 7% за възрастните.
Но като се има предвид, че техният капацитет за аклиматизация е все още сравнително слаб и може да намалее, когато насекомото напусне този жизнен етап, въздействието вероятно ще бъде ограничено за приспособяване към бъдещи промени в климата.
Какво означава това за бъдещето?
Слабата способност за приспособяване към по-високи температури ще означава, че много насекоми ще трябва да мигрират към по-хладен климат, за да оцелеят.
Преместването на насекоми може да наруши деликатния баланс на екосистемите. Насекомите вредители са отговорни за загубата на 40% от световното производство на култури. Тъй като тяхното географско разпространение се променя, вредителите могат допълнително да застрашат продоволствената сигурност.
Доклад на ООН от 2021 г. заключава, че популациите на есенни червеи, които се хранят с култури като царевица, вече са разширили обхвата си поради изменението на климата.
Миграцията на насекоми също може да има дълбоко въздействие върху човешкото здраве. Много от основните заболявания, засягащи хората, включително маларията, се предават от насекоми. Движението на насекомите с течение на времето увеличава възможността за внасяне на инфекциозни заболявания в по-високи географски ширини.
Тази година в Европа са регистрирани над 770 случая на вируса „Западен Нил“. Италианският регион Венето, където са по-голямата част от случаите, се очертава като идеално местообитание за комарите Culex, които могат да бъдат домакини и да пренасят вируса. По-рано тази година учените установяват, че броят на комарите в региона се е увеличил с 27%.
Видовете насекоми, които пък не могат да мигрират, могат да изчезнат. Това е повод за безпокойство, тъй като много насекоми изпълняват важни екологични функции. Три четвърти от културите, произведени в световен мащаб, се оплождат от опрашители. Тяхната загуба може да доведе до рязко намаляване на глобалното производство на храни.
Уязвимостта на насекомите към температурни крайности означава, че сме изправени пред несигурно и тревожно бъдеще, ако не можем да ограничим темпото на изменението на климата. Ясен начин за защита на тези видове е да се забави темпото на изменението на климата чрез намаляване на потреблението на изкопаеми горива.
В по-малък мащаб създаването на сенчести местообитания, които подържат по-хладен микроклимат, може да осигури съществена почивка за насекомите, изправени пред покачващи се температури.
Автор: Хестър Уийвинг, докторант по ентомология, Университет на Бристол
Източник: The Conversation
