Репейница - Vanessa cardui вид
Warning: Invalid argument supplied for foreach() in /var/www/u0014601/data/www/clasbio.ru/classification.php on line 1798
Количество видов в «сестринских» таксонах
Снизившаяся популярность коллекционирования бабочек стала угрозой их изучения
В XIX-XX веках одним из самых популярных хобби было коллекционирование бабочек (Lepidoptera). Энтомологи-любители не только удовлетворяли свой интерес к природе, но и нередко помогали профессиональным исследователям. Например, многие музейные образцы чешуекрылых происходят из коллекций, собранных частными лицами. Эти материалы до сих пор используются при изучении систематики и эволюции бабочек, а также их реакции на экологические проблемы, например, климатические изменения.
Команда энтомологов во главе с Энтони Когнато (Anthony I. Cognato) из Университета штата Мичиган решила выяснить, как с течением времени менялся вклад коллекционеров-любителей в пополнение музейных коллекций. Для этого они проанализировали информацию о примерно миллионе образцов бабочек из семидесяти пяти американских коллекций, которую выгрузили из базы данных Symbiota Collections of Arthropods Network (SCAN). Авторов интересовали лишь насекомые, пойманные на территории США с 1800 до 2018 года. Кроме того, в анализ включили данные о фотографиях чешуекрылых, которые поступали в энтомологические базы данных США.
Когнато и его соавторы обнаружили, что вклад любителей в пополнение музейных коллекций бабочек выше, чем у профессионалов. За исследованный период первые предоставили почти пятьсот тысяч экземпляров, а вторые — около трехсот пятидесяти тысяч. С исторической перспективы с 1800 по 1940 год ежегодное пополнение музейных коллекций чешуекрылых постепенно росло, после чего произошел резкий скачок сбора образцов, значительную часть которых предоставляли энтомологи-любители. Когнато и его коллеги связывают увеличение популярности коллекционирования бабочек с распространением высшего образования, ростом среднего класса и рядом других факторов. В 1960-1990 годах пополнение музейных коллекций вышло на плато, а с конца 1990 годов приток новых образцов резко сократился (например, только с 1998 по 2009 годы падение составило почти 60 процентов). Этот тренд продолжается до сих пор.
По мере того как коллекционирование бабочек становилось все менее популярным, люди начали чаще наблюдать за этими насекомыми, фотографировать их и делиться данными о встречах с ними. Стремительный рост интереса к этому хобби произошел в районе 2005 года. По оценке авторов, только с 1990 по 2010 годы число зафиксированных наблюдений за бабочками выросло в тридцать раз. Таким образом, в обществе сохраняется интерес к живой природе, однако он приобрел новую форму — возможно, благодаря распространению смартфонов, с помощью которых можно легко сфотографировать бабочку и идентифицировать ее. При этом все меньше людей получает навыки, необходимые для коллекционирования насекомых, что может отчасти объяснять спад его популярности.
Хотя нежелание собирать бабочек может показаться благом для их популяций, на самом деле коллекционеры (по крайней мере те из них, что действуют легально) играют скорее положительную роль в охране чешуекрылых. Например, в Германии они одними из первых заметили тревожное падение численности насекомых. Кроме того, музеи продолжают нуждаться в новых образцах, чтобы поддерживать многолетние исследования численности, распространения и эволюции бабочек. Простые наблюдения и фотографии не могут полностью заменить сбор коллекций, поскольку из них нельзя извлечь генетические и биохимические данные, а также информацию о мелких деталях анатомии.
Когнато и его соавторы призывают к мерам, которые повысят популярность коллекционирования бабочек до уровней, которые наблюдались до 1990 годов. В частности, специалисты могли бы напрямую сотрудничать с любителями и просить их собирать определенные виды. В противном случае многие исследования чешуекрылых могут полностью прекратиться в обозримом будущем. Эта перспектива, помимо прочего, ставит под угрозу проекты, направленные на изучение и поддержание биоразнообразия.
Сергей Коленов
Репейницы поставили рекорд дальности миграций для насекомых
Некоторые бабочки, подобно птицам, с приходом холодов мигрируют на юг. Самый известный из таких перелетных видов — монарх (Danaus plexippus), североамериканские популяции которого проводят зиму в Мексике и Калифорнии.
Перелетные бабочки есть и в Европе, в том числе в России. Одна из них — репейница (Vanessa cardui). Осенью представители европейских популяций вида совершают долгую миграцию в Африку. Традиционно считается, что основные области зимовки и зимнего размножения репейниц располагаются в северо-западной части континента, хотя часть особей путешествуют намного южнее, пересекая Сахару и добираясь вплоть до Гвинейского залива. Миграция в обратном направлении начинается в марте-апреле: только что вышедшие из куколок бабочки отправляются в Южную Европу и дают здесь еще одно поколение, представители которого продолжают путь на север. В результате спустя несколько месяцев и поколений после начала весенней миграции репейницы добираются на север вплоть до Скандинавии и Финляндии. При этом весенняя и летняя численность этих бабочек в Европе очень сильно колеблются: в некоторых годы они чрезвычайно многочисленны, а в другие — довольно редки.
Команда энтомологов, которую возглавил Джейсон Чапмен (Jason W. Chapman) из Нанкинского сельскохозяйственного университета, решила больше узнать о миграциях репейниц. В первую очередь их интересовал вопрос, как численность весенних и летних поколений этих бабочек связана с условиями на зимовке. Чтобы ответить на него, Чапмен и его соавторы изучили результаты учетов численности репейниц, проведенных с 1994 по 2015 годы в Испании, Нидерландах и Великобритании. Кроме того, в анализ включили данные об условиях окружающей среды за тот же период на обширной территории от Южной Испании до Гвинейского залива, а именно о количестве растительности, осадках, температуре, а также силе и направлении ветров с сентября по апрель.
Как удалось выяснить Чапмену и его коллегам, численность репейниц, прибывающих в Испанию весной, достигает пика раз в несколько лет (например, за период исследования такое происходило в 1996, 2003, 2006, 2009 и 2015 годах). Сильнее всего эти колебания оказались связаны со значением вегетационного индекса (NDVI) в тропических лесах Гвинеи, западных суданских саваннах и на западе Сахеля (во всех трех случаях — с января по февраль), а также в Магрибе (с марта по апрель) и на юге Иберийского полуострова (с апреля по май).
Наиболее важными авторы сочли условия в суданских саваннах и Магрибе. Чем выше вегетационный индекс в саваннах в январе-феврале и на севере Африки в марте-апреле, тем больше репейниц регистрируется весной в Испании. Более тщательный анализ показал, что весенняя численность этих бабочек в Испании коррелирует с вегетационным индексом на западе западных суданских саванн и юго-западе Сахеля в январе и на востоке западных суданских саванн и юго-востоке Сахеля в феврале. Это довольно неожиданное открытие. Дело в том. что, согласно устоявшимся представлениям, зимой в суданских саваннах и Сахеле репейниц почти не бывает, поскольку чрезвычайно сухие условия, которые наблюдаются здесь в этот период года, препятствуют их размножению. Кроме того, данные результаты свидетельствуют, что во время весенних миграций репейницы пересекают Сахару в северном направлении в период, когда преобладающие ветра дуют на юг.
На основе полученных данных Чапмен и его соавторы сделали вывод, что традиционная точка зрения, согласно которой большинство репейниц, которых видят в Испании весной, прибывают с зимовок в Магрибе, неверна. Исследователи отмечают, что зимой эти бабочки немногочисленны на севере Африки — вероятно, из-за погодных условий, которые не подходят для их размножения. А опросы местных жителей показывают, что в середине зимы репейницы улетают и возвращаются только весной. Вероятно, конечным пунктом назначения насекомых-мигрантов являются области к югу от Сахары. Таким образом, репейницы дважды в год совершают перелет через эту пустыню. А общая длина ежегодных миграций репейниц между Западной Африкой и Скандинавией составляет от двенадцати до четырнадцати тысяч километров. Это самое длинный регулярный перелет среди насекомых (хотя, как и в случае монархов, ни одна отдельная репейница полностью его не завершает, оставляя в дороге потомство и погибая).
По мнению исследователей, в обычные годы в суданских саваннах и Сахеле слишком сухо для размножения репейниц, поэтому новые их поколения появляются на свет в основном во влажных тропических лесах на побережье Гвинейского залива. Однако в некоторые зимы благодаря повышенному уровню осадков в зоне саванн и Сахеля наблюдается бурный рост трав — корма для гусениц. Это стимулирует массовое размножение репейниц в данном экорегионе. Через какое-то время на свет появляется множество бабочек, которые мигрируют через Сахару в Магриб и размножаются здесь в марте-апреле, после чего их потомки проникают в Европу (вероятно, часть особей остается в магрибских горах и дает еще одно летнее поколение). Авторы предполагают, что именно этим объясняются периодические вспышки численности репейниц в Испании. Дополнительным фактором, положительно влияющим на популяцию перелетных бабочек, может быть высокая доступность нектара в годы с обильными осадками.
В Испании путешествие репейниц не заканчивается. Здесь на свет появляется еще одно поколение, которое продолжает путь на север. При этом численность репейниц, появившихся на свет в Испании, положительно коррелирует с количеством бабочек, прибывших сюда из Магриба (p<0,0001). А чем больше репейниц появляется на свет в Испании, тем больше их добирается до Нидерландов и Великобритании (p<0,0001) и тем активнее они здесь размножаются. Неудивительно, что вспышки численности данного вида в этих странах были отмечены в 1996, 2003, 2006, 2009 и 2015 годах — то есть в те же годы, что и в Испании. Кроме того, количество бабочек, прибывших на север Европы, оказалось связано с силой южных ветров (p=0,021).
На следующем этапе Чапмен с соавторами попытались выяснить, как репейницам удается пересекать Сахару на пути в Европу. Анализ показал, что более сильные южные ветра на западе западных суданских саванн и Сахеля в сочетании с высоким индексом вегетации положительно коррелируют с численность бабочек, прибывающих в Испанию весной. С помощью математических моделей, учитывающих скорость и направление ветра, исследователи продемонстрировали, что для успешного перелета через пустыню в северном направлении насекомые должны стартовать с северо-западной оконечности западных суданских саванн и Сахеля. Часть особей, вероятно, мигрирует непосредственно из этого региона, а часть, прибывшая из более южных областей, на некоторое время останавливается здесь для отдыха. На пересечение Сахары у бабочек уходит в среднем четыре дня. Авторы предполагают, что репейницы летят через пустыню на большой высоте, хотя обычно считается, что насекомые мигрируют невысоко над землей.
Сергей Коленов