Необычные осадки в 2019 году подстегнули рост растительности, создав идеальные условия для размножения расписной бабочки, кормящейся здесь, и вызвав массовый всплеск популяции на Ближнем Востоке, в Европе и Африке. Явление было настолько примечательным, что год стал известен как Год Раскрашенной Леди.

ФОТО: РЕБЕККА КОУЛ / ALAMY STOCK PHOTO

 

Очень многие насекомые проводят всю свою жизнь на одном месте. Многие другие мигрируют, как и многие птицы, чтобы избежать суровой погоды, найти пищу или размножаться. По некоторым оценкам, триллионы насекомых мигрируют по всему земному шару каждый год, но ученые мало знают о том, куда они направляются и как они туда попадают.

 

Отслеживание миграции насекомых не так просто, как отслеживание птиц или млекопитающих. В случае с птицами «вы можете прикрепить кольцо к ноге или использовать радиослежение, и легко доказать, что они перемещаются из точки А в точку Б», — говорит Томаш Сухан, молекулярный эколог из Польской академии наук в Кракове. Но большинство насекомых слишком малы, чтобы это осуществить.

 

В Северной Америке исследователи добились некоторого успеха в отслеживании бабочек-монархов, известных своей замечательной миграцией из южной Канады и севера Соединенных Штатов в центральную Мексику. В начале 1990-х годов гражданская научная инициатива Monarch Watch начала помечать бабочек вокруг Скалистых гор. Более 2 миллионов монархов были помечены, при этом более 19 000 случаев выздоровления были зарегистрированы в Мексике, где монархи собираются на насест на зиму. Это помогло биологам отследить пути их миграции.

 

Однако бабочек без таких четко определенных скоплений сложнее отследить. Например, расписные бабочки леди часто появляются в Европе осенью, иногда в большом изобилии. «Затем они исчезают, и мы действительно не знаем, куда они деваются», — говорит Жерар Талавера, энтомолог из Ботанического института Барселоны.

 

Несколько лет назад Талавера и его команда поняли,что они могут отслеживать бабочек косвенно, изучая пыльцу, которая накапливается на их телах. Каждый раз, когда бабочка посещает цветок, чтобы сделать глоток нектара, она также подбирает крупинки пыльцы. Если бы исследователи могли идентифицировать растения по их пыльце, подтвердить, где и когда растения цвели, и продолжать отслеживать их, когда бабочки достигали разных географических регионов, возможно, они могли бы проследить общий путь бабочек. «Метод похож на то, как если бы мы установили на них GPS», — говорит Талавера. «Поскольку мы не можем этого сделать, это самое близкое, к чему мы можем подойти».

 

 

В 2019 году на Ближнем Востоке начался всплеск популяции расписных бабочек. Это спровоцировало массовую миграцию нескольких поколений, которая в последующие месяцы распространилась по всей Европе и Африке. Сплошные стрелки представляют миграционные движения, подтвержденные пыльцевыми зернами; Пунктирные стрелки представляют движения, выведенные из наблюдений за бабочками, но не подтвержденные пыльцой. Разные цвета на карте представляют разные поколения бабочек.

 

Данные о пыльце даже указывают на причину, по которой расписных дам внезапно стало так много в 2019 году. Бабочки, собранные в восточном Средиземноморье в самом начале всплеска популяции, несли пыльцу видов растений, встречающихся в основном в полузасушливых кустарниках, лугах и солончаках северной Аравии и Ближнего Востока. Изучая спутниковые снимки, исследователи заметили, что с декабря 2018 года по апрель 2019 года эти растения испытали большой всплеск роста после периода необычно сильных дождей. Исследователи предполагают, что этот всплеск роста, возможно, обеспечил идеальные условия для кормления и размножения бабочек, вызвав взрыв популяции и оставив волновой эффект, который повлиял на многие поколения.

 

Талавера и его команда использовали сигнатуры пыльцы для отслеживания других движений бабочек. Например, в 2013 году расписные бабочки были найдены отдыхающими на побережье Южной Америки, во Французской Гвиане. Раскрашенные дамы обычно не живут в Южной Америке, и было загадкой, откуда они взялись. Десять лет спустя команда Талаверы взяла образцы пыльцы с все еще сохранившихся тел бабочек и обнаружила, что Guiera senegalensis, обычное растение, встречающееся только в Африке к югу от Сахары, на сегодняшний день является наиболее распространенным типом пыльцы, прикрепленной к этим бабочкам.

 

Проанализировав прибрежные исследования, ветровые режимы, пыльцу и условия окружающей среды, они подтвердили, что бабочки, вероятно, пересекли Атлантику в течение восьми дней непрерывного полета из Африки. Это открытие стало первым подтвержденным случаем пересечения Атлантики насекомым.

 

«Использование метабаркодирования пыльцы для отслеживания происхождения каждого поколения бабочек и того, как они продвигаются по циклу, является очень новым», — говорит Кристин Мерлин, биолог из Техасского университета A&M и соавтор статьи о нейробиологии миграции бабочек в Annual Review of Entomology. Поскольку он идентифицирует отдельные виды растений, отмечает она, этот метод обещает большую точность, чем стандартный метод, анализ изотопных сигнатур, который отслеживает региональные различия в химическом составе насекомых.

 

В то время как расписные дамы служат моделью для понимания миграции насекомых, исследователи уверены, что этот метод может быть подходящим для отслеживания других мигрирующих опылителей, которые активно посещают цветы для сбора нектара, включая других бабочек, сирфид, ос, жуков и мотыльков.

 

Отслеживание путей миграции насекомых может приобретать все большее значение в условиях изменения климата, ведь помимо пыльцы такие насекомые могут переносить грибковые заболевания. На самом деле, Сучан обнаружил много видов грибов у некоторых бабочек. Известно, что около 1000 грибов поражают насекомых и более 19 000 могут поражать сельскохозяйственные культуры. Таким образом, мигрирующие насекомые потенциально могут распространять эти грибковые заболевания по континентам, создавая риски для экосистем и экономики.

Талавера, Сучан и их коллеги надеются, что использование сигнатур пыльцы для картографирования меняющихся моделей миграции может помочь предсказать, где могут произойти вспышки грибковых заболеваний.

 

Тем временем Кувелье надеется продолжить подсчет бабочек со своей внучкой. По его словам, экологам все больше потребуется «больших данных» для понимания крупномасштабных явлений. По его словам, без гражданских ученых «исследователям невозможно собрать такие базы данных».

 

Кроме того, он добавляет, что молодые люди могут узнать больше о гражданской науке, чем просто о том, как поймать бабочку. «Они узнают о природе, — говорит он, — и это стимулирует любопытство к миру».

 

Автор Саугат Болахе – независимый научный журналист. Он изучал зоологию в качестве бакалавра в Непале и получил степень магистра в Высшей школе журналистики Крейга Ньюмарка при Городском университете Нью-Йорка. Его работы публиковались в Scientific American, Nature, New Scientist, Quanta, Eos, Discover, Knowable Magazine и других изданиях.

Источник