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
