Ученые подтвердили катастрофическое сокращение популяции муравьев на Фиджи
Ученые, исследующие недавно выявленный «апокалипсис насекомых», обнаружили тревожные темпы сокращения численности муравьев на Фиджи. Результаты нового исследования, основанного на сравнении современных популяций с историческими музейными коллекциями, были опубликованы в журнале Science.
Сокращение популяций насекомых, которые играют ключевую роль в таких важнейших экосистемных процессах, как опыление растений и разложение органики, вызывает серьезную озабоченность в научном сообществе. Специалисты из Окинавского института науки и технологий (OIST) провели масштабное исследование, изучив проблему на значительно более длительном временном отрезке. Основой для анализа послужили сравнительные данные, полученные из старых музейных образцов.
Понимая, что островные экосистемы являются очагами биоразнообразия, исследователи сфокусировались на их изучении. Изменения в популяциях на островах могут дать критически важное представление о процессах, происходящих в глобальном масштабе. Команда изучила изменения в популяциях муравьев Фиджи, проанализировав геномы существующих музейных образцов, а также материалы из собственных коллекций.
Как отметил соавтор работы доктор Эван Экономо из OIST и Университета Мэриленда, оценить исторические изменения численности насекомых крайне сложно, поскольку их популяции не отслеживались на постоянной основе. Ученые применили новаторский подход, анализируя геномы множества видов из музейных образцов, собранных в разное время. Геномы несут в себе свидетельства того, растет популяция или сокращается, что позволяет реконструировать изменения в рамках всего сообщества.
Хотя музейные коллекции дают уникальное представление о муравьях Фиджи в динамике, у них есть существенный недостаток — ДНК со временем деградирует. Чтобы решить эту проблему, команда обратилась к области музеомики, которая адаптирует геномные методики для работы с древними образцами. С помощью специальных методов секвенирования были сравнены крошечные фрагменты ДНК тысяч муравьев, представляющих более ста уникальных видов.
Согласно результатам исследования, с момента прибытия людей на острова три тысячи лет назад популяция муравьев претерпела драматические изменения. Численность 79% эндемичных видов сократилась, в то время как новые виды, завезенные колонистами, демонстрируют значительный рост. Наиболее серьезные нарушения в популяциях произошли после недавней колонизации, когда освоение земель, сельское хозяйство и глобальная торговля кардинально изменили местные экосистемы.
Ведущий автор исследования доктор Конг Лю пояснил, что острова, будучи закрытыми и изолированными экосистемами, быстрее ощущают на себе последствия антропогенного воздействия, выступая в роли «канарейки в угольной шахте» для всей планеты. Анализ команды выявил 65 случаев колонизации — моментов, когда новые виды муравьев прибывали на остров. Однако завоз видов человеком был не единственной причиной изменений; работа также позволила обнаружить периоды, когда виды прибывали самостоятельно миллионы лет назад. Эти данные легли в основу определения сравнительного роста и упадка различных видов с течением времени, что ярко демонстрирует сокращение коренных популяций и их вытеснение видами-пришельцами.
Ученые надеются, что их работа будет продолжена другими исследователями для более глубокого понимания «апокалипсиса насекомых», что в будущем может быть использовано в природоохранной практике. Соавтор работы профессор Александр Михеев из Австралийского национального университета подчеркнул, что это исследование также демонстрирует жизненно важную роль биоразнообразия и музейных коллекций. По мере расширения нашего научного инструментария мы можем извлекать из коллекций все больше информации, поэтому необходимо продолжать инвестировать в эти ключевые ресурсы и поддерживать их.