После десятилетий полевой работы на десятках объектов по всему миру и двух лет изучения и анализа данных Мэтт Фористер, доцент и эколог из Университета Невады в Рино, и международная группа сообщили о глобальных закономерностях в диеты насекомых-травоядных. Среди других результатов они сообщают, что большинство насекомых-травоядных, таких как гусеницы, находят и питаются только одним видом растений в любом месте, вместо того, чтобы использовать подход буфета и поедать все, что находится в поле зрения.«Это важно знать, поскольку мы стремимся к сохранению, управлению экосистемами и восстановлению», — сказал Фористер. «Наши исследования диетической специализации показывают нам, что большинство насекомых-травоядных во всем мире выбирают одно растение в своей местной экосистеме и питаются только этим одним типом растений, а не всеми доступными растениями, как полагают многие».
Это то, что многие ученые знали интуитивно в течение долгого времени, но ранее это не было количественно оценено в этой шкале.Фористер и его коллеги и соавторы по междисциплинарной программе выпускников Университета по экологии, эволюции и биологии сохранения, а также из университетов по всему миру опубликовали статью в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, в котором публикуются передовые исследования: новости науки и действия Национальной академии наук.
Он документирует рационы из записей о хозяевах для более чем 7500 видов насекомых-травоядных с нескольких континентов.«Это разрешает большую дискуссию в научной литературе», — сказал Фористер. «Предыдущие исследования разошлись во мнениях относительно того, имеют ли насекомые-травоядные в тропиках более узкую диету, чем их умеренные родственники».Исследователи обнаружили, что насекомые в тропических зонах действительно более специализированы, и это было очевидно во всех полушариях и среди неродственных групп насекомых-травоядных.
Хотя сравнение с тропическими насекомыми представляет общий научный интерес, исследование также важно для управления экосистемами. Различия в рационе насекомых имеют значение для многочисленных экологических и эволюционных процессов, включая эффекты нарушения окружающей среды, стабильность сетей взаимодействующих видов и нисходящие эффекты хищников, контролируемые уровнем специализации диеты травоядных.
«Нам нужно знать, чем питаются насекомые при восстановлении экосистемы, и мы не должны предполагать, что виды с универсальными привычками питания обязательно будут выполнять те же экологические роли, что и более специализированные виды».Например, по мере завершения восстановления вдоль реки Траки в Рино и Спаркс восстановление и поощрение местных растений, которые поддерживают конкретных насекомых-травоядных, помогут сохранить стабильность и функционирование экосистемы и пищевой цепи в будущем.
Его сотрудничество с европейскими учеными удвоило объем данных, с которыми приходилось работать Фористеру и его группе. Большой объем данных был получен в результате обширных исследований, проведенных здесь, в Большом бассейне.
«Я в долгу перед своими партнерами из Университета Невады в Рино за их упорный труд», — сказал он. «Ли Дайер и Анжела Смиланич, в частности, потратили годы на сбор данных — обнаруживая гусениц и то, что они едят, а затем подтверждали свои привычки с помощью лабораторных исследований».Дайер и Смиланич, известные биологи на факультете биологии университета, также преподают в магистратуре по экологии, эволюции и биологии сохранения.
Дайер, Смиланич и Фористер консультируют трех аспирантов — Джоша Джанера, Андреа Глассмайр и Ника Пардикса, — которые вместе с ними работали над исследованием. Фористер отметил, что команда пробиралась в ручьи в лесах Коста-Рики, пробивалась через кусты гор Сьерра-Невада и прочесывала полынь Большого бассейна в поисках насекомых и их пищи.Вместе с их множеством международных сотрудников Дайер возглавляет группу гражданских ученых, которые добровольно участвуют в его программе Earthwatch, чтобы помочь в сборе данных.
Программа Earthwatch является частью международных усилий по охране окружающей среды, в которых участвуют банкиры, юристы, старшеклассники и другие люди, интересующиеся наукой, каждый из которых проводит пару недель в полевых условиях в поисках насекомых и растений.«Мы делаем это летом, как в Эквадоре, так и здесь, на восточной стороне Сьерры и Большого бассейна», — сказал Дайер. «Это генерирует реальные, пригодные для использования данные, которые дают нам исчерпывающие ответы на множество вопросов, на которые мы стремимся ответить».Они хотели ответить на вопросы о том, почему у одних животных узкие диеты, а у других — более общие, и поддерживают ли разные регионы Земли более специализированные взаимодействия.«Стоя на природе, где угодно, в пустыне или тропическом лесу, мы должны помнить, что мы окружены уникальными взаимодействиями.
Иногда мне кажется, что люди склонны предполагать, что самые интересные и очень адаптированные отношения находятся далеко, в — природный заповедник в другой стране, который они могут когда-нибудь посетить в отпуске. Природа повсюду специализирована, и нам нужно больше разбираться в ней », — сказал Фористер.В ходе исследования были установлены отношения между потребителем и хозяином на объектах в Северной, Центральной и Южной Америке, Папуа-Новой Гвинее, Японии и Европе.
Тропики чрезвычайно хорошо отобраны: отбор проб составляет 71 год ниже 30 градусов широты — только для мотыльков и бабочек.«Мы уверены в глобальном градиенте, о котором мы сообщили.
Хотя у нас пока нет данных по Африке, было бы шокировать, если бы мы увидели что-то другое», — сказал Фористер.«Прорыв в биологии все больше зависит от очень больших наборов данных, которые зависят от ученых, умеющих работать вместе», — сказал Джек Хейс, заведующий кафедрой биологии Колледжа наук, об опубликованной работе. «Фористер, Дайер и Смиланич создали впечатляющую команду, которая позволила им решить важный вопрос с беспрецедентно полным набором данных. Их статья не только раскрывает ключевую информацию о некоторых из самых важных травоядных животных в мире, но и показывает, как начинается сотрудничество дверь к ответам на вопросы, недоступные отдельным ученым ».