Защищаясь от инвазивных гусениц, деревья поражают других насекомых

Согласно новому исследованию экологов из Висконсинского университета в Мадисоне, инвазивное насекомое с ненасытным аппетитом может стать причиной серьезных проблем для местной моли, которая предпочитает тот же источник пищи. При этом изначально эти виды напрямую не конкурируют за еду.

Результаты исследования отражены в статье команды американского энтомолога Рика Линдрота в августе 2024 года в журнале Ecology and Evolution.

С начала 2000-х годов гусеницы губчатой ​​моли, импортированные из Европы, продемонстрировали свои вкусовые предпочтения в Висконсине, США, лишая целые насаждения деревьев листьев в конце весны и начале лета в удивительно разрушительных пищевых кутежах. В то время как вспышки губчатой ​​моли то усиливаются, то ослабевают, ее гусеницы могут появляться в значительных количествах, как будто из ниоткуда.

Так было в 2021 году, когда Рик Линдрот, почетный профессор энтомологии с кафедры энтомологии Университета Висконсин-Мэдисон, США, и сотрудники его лаборатории отправились в исследовательский лес осин дрожащих, которые Линдрот посадил в 2010 году всего в нескольких милях от университета на Арлингтонской сельскохозяйственной исследовательской станции. Команда была взволнована началом запланированных исследований после того, как большую часть полевого сезона 2020 года пришлось потерять из-за пандемии коронавируса.

«Повсюду были скопления яиц губчатой моли. Мы хотели начать некоторые эксперименты, но было слишком много инвазивных насекомых, чтобы продолжать. Не было возможности их удалить. Мы думали, что мы утонули», – красочно рассказывает профессор Линдрот.

По его словам, по счастливой случайности в то лето в его лаборатории появилась дополнительная пара рук: Патрисия Фернандес, экологиня и профессорка, приехавшая из Университета Буэнос-Айреса, Аргентина. Линдрот и Фернандес сформулировали новый план исследований. Они понимали, что гусеницы губчатой ​​моли скорее всего сожрут все листья на их деревьях, так почему бы не изучить последствия?

Одним из аспектов предыдущей работы Линдрота было изучение того, как различные генетические и экологические факторы формируют способ защиты растений от атак. В 2020-м ученые задались вопросом, могут ли защитные силы осины, сплотившись против мародерствующих инвазивных гусениц губчатой ​​моли, нанести непривычный вред местным видам, которые эволюционировали, чтобы питаться деревьями с базовыми уровнями химической защиты.

«Любое дикое растение защищено от множества травоядных животных рядом механизмов, и химия является одним из самых важных. Осины, как и их родственники ивы, вырабатывают набор салицилатподобных соединений, близких к аспирину, которые действуют как токсины, защищая деревья от многих насекомых», – пояснил руководитель исследования.

Поскольку гусеница губчатой ​​моли заканчивает свою листьепоедающую деятельность относительно рано в период роста осины, на лишенных листвы деревьях появляется вторая волна листьев, чтобы накопить достаточно энергии для выживания (хотя и не обязательно для процветания) в течение зимы и в следующем году. Как и ожидалось, второй зеленый полог листьев появился в начале июля на лесном участке Линдрота, но этот резервный урожай отличался по крайней мере в одном важном аспекте.

«Эти деревья усилили свою защиту. К середине лета они произвели совершенно новый набор листьев, в которых в среднем было в восемь раз больше защитных химикатов», – говорит об открытии Рик Линдрот.

К этому времени гусеница губчатой ​​моли окукливается и превращается во взрослую особь. Однако середина лета – это время, когда гусеницы местной моли Antheraea polyphemus, второй по распространенности моли в Северной Америке, вылупляются и пытаются набить свои собственные урчащие желудки. В лаборатории исследователи кормили часть таких гусениц с участка, зараженного губчатой ​​молью, другую часть – листьями с участка осин, не тронутого губчатой ​​молью (несмотря на то, что он рос всего в шести километрах!).

Менее восемнадцати процентов местных гусениц моли, питавшихся высокотоксичными листьями, оставшимися после губчатой ​​моли, не выжили, в то время как гусеницы, питавшиеся листьями с неповрежденных деревьев, имели примерно в четыре раза больше шансов дожить до следующей стадии жизни.

«Мы видим, как инвазивный вид наносит вред местному виду – любимой, харизматичной, красивой бабочке, – изменяя качество ее кормового растения. При этом они никогда не встречаются друг с другом», – отмечает профессор.

Именно в этом выводе заключается уникальность этого исследования, и оно предполагает, что дефолиация, вызванная инвазивным видом, может повлиять на целое сообщество других организмов за счет усиления токсической защиты растений. Эта работа выявила еще один фактор, который может способствовать глобальному сокращению численности насекомых.

Результаты также показывают, что при перенаправлении ресурсов на производство химической защиты рост деревьев замедляется по сравнению с обычными годами. Это затрудняет способность лесов увеличивать древесную массу и связывать углерод таким образом, чтобы смягчать изменение климата.

«Осина – наиболее распространенный вид деревьев в Северной Америке. В каждом вдохе вы обнаруживаете молекулы кислорода, вырабатываемые осиной. Это очень важный лесной вид, и наблюдать, как инвазивное насекомое распространяется по лесному сообществу, изменяя токсичность пищевого ландшафта, просто поразительно», – резюмирует Рик Линдрот.

Поддержать развитие блога можно на Boosty по ссылке.