Многие из них, такие как пчелы или бабочки, являются превосходными опылителями. Другие, такие как навозные жуки или термиты, выделяют необходимые питательные вещества, которые делают почву более плодородной. Третьи, например, муравьи, роют туннели и аэрируют землю. Не говоря уже о том, что большое количество из них являются основным источником пищи для самых разных животных, от птиц до млекопитающих, рептилий, земноводных, а иногда и человека.
Насекомые играют важнейшую роль в поддержании здоровья экосистем Земли. Но они исчезают, причём стремительно. Учёные называют этот кризис «апокалипсисом насекомых» – термином, используемым для описания масштабного глобального сокращения их популяций по всему миру, которое, по всей видимости, усугубилось в последние десятилетия. Таким аномальное сокращение численности насекомых грозит перерасти в настоящую глобальную катастрофу.
Ученые бьют тревогу
Ученые во всем мире сегодня пытаются понять, обусловлен ли «апокалипсис насекомых» исключительно «современными» факторами, такими как преобразование природных территорий в сельскохозяйственные угодья, массовое использование пестицидов и удобрений, изменение климата или внедрение инвазивных видов, или же эту тенденцию к сокращению численности видов и особей нужно считать естественным циклическим процессом.
Группа исследователей из Окинавского института науки и технологий (OIST) использовала подход геномики сообществ для изучения популяций муравьев на архипелаге Фиджи. Этот подход может послужить моделью для понимания тенденций изменения биоразнообразия насекомых. Изучая геномику коллекций в многочисленных музеях, они смогли проследить эволюционные связи муравьев, чтобы изучить пути их появления на островах и реконструировать историю популяций различных видов. Результаты этой работы были недавно опубликованы в журнале Science.
Метод ДНК
По словам Эвана Экономо из Мэрилендского университета и одного из ведущих авторов исследования, "оценить изменения численности популяций насекомых в исторических масштабах крайне сложно, поскольку, за редкими исключениями, мы не проводили прямого мониторинга этих популяций в динамике. Мы применили новый подход к этой проблеме, параллельно анализируя геномы многих видов на основе недавно собранных музейных образцов. Геномы содержат данные о росте или сокращении популяций, что позволяет нам реконструировать ход изменений в прошлом".
Поскольку ДНК со временем деградирует, команде исследователей пришлось использовать специальные методы секвенирования для сравнения небольших фрагментов ДНК. В ходе своего исследования исследователи секвенировали образцы геномов тысяч муравьёв более чем 100 различных видов. Используя эти данные, они выявили 65 различных событий, когда новые виды муравьёв появлялись на острове. Эти события варьировались от естественной колонизации (то есть появления муравьёв без участия человека) миллионы лет назад до недавнего появления человека после того, как Фиджи стали частью глобальных торговых путей.
Живучие мигранты вытесняют местных
Основываясь на этих результатах, учёные применили свои популяционно-генетические модели для выявления роста (или сокращения) популяций различных групп муравьёв на архипелаге. Таким образом, они обнаружили сокращение численности эндемичных видов и резкий рост численности неместных видов в последние годы: численность 79% эндемичных видов (встречающихся только на Фиджи) сокращается, причем эти изменения коррелируют с появлением на островах людей.
С другой стороны, популяции муравьев, недавно завезенных людьми на острова, стремительно увеличиваются. Исследователи также обнаружили, что наибольшее сокращение численности произошло за последние несколько сотен лет, совпав с контактами с европейцами, колонизацией, мировой торговлей и внедрением современных методов ведения сельского хозяйства.
Получается, что главная причина "апокалипсиса" заключается в том, что эндемичные островные виды в процессе эволюции приобретают черты, делающие их слишком чувствительными к изменениям окружающей среды, включая появление новых вредоносных видов. А "понаехавшие" насекомые, не изнеженные привычными условиями и закаленные в борьбе за новые экосистемы, легко адаптируются и вытесняют местные популяции.
Похоже, что к трем всадникам «апокалипсиса насекомых» - изменению климата, разрушению естественной среды обитания и загрязнению - добавился четвертый: агрессивная миграция, которая медленно, но верно делает свое дело, последствия которого нам еще предстоит ощутить на себе...