Глобальное потепление уменьшило крупных жуков и увеличило маленьких на западе Канады
Канадские энтомологи обнаружили взаимосвязь между глобальным потеплением и уменьшением в размерах нескольких видов жуков, обитающих в Британской Колумбии. Как сообщается в Journal of Animal Ecology, в течение 45 лет представители крупных жуков уменьшались в размерах, иногда со скоростью 0,9 процента в год, а представители мелких жуков, наоборот, подрастали, но вдвое медленнее.
В лабораторных исследованиях ученые неоднократно показывали, что окружающая температура регулирует размеры живых организмов. «Правило температуры — размера» согласно которому размеры тела особей какого-то вида уменьшаются при повышении окружающей температуры тоже было сформулировано на основе лабораторных экспериментов. Биолог Дэвид Аткинсон показал, что 84 процента из 109 видов животных, растений и бактерий (выращенных преимущественно в лаборатории), уменьшались в размерах с ростом окружающей температуры. Но влияет ли изменение температуры в природе, а не в лаборатории на долгосрочное изменение размеров, было до сих пор неясно.
В новом исследовании энтомологи из Университета Британской Колумбии под руководством Мишель Ценг (Michelle Tseng) решили это выяснить и в качестве исследуемых организмов выбрали жуков. Ученые считали, что в природе помимо температуры на размеры тела животных влияет масса других факторов и поэтому предполагали, что влияние температуры будет мало заметно.
Исследователи сфотографировали и измерили семь тысяч жуков восьми видов из коллекции музея биоразнообразия Бити в Ванкувере. В результате энтомологи получили данные о жуках, собранных за 100 лет, с 1915 по 2015 годы в низине Джорджия и с 1980 по 2015 годы на озере Оканаган. Также ученые учли данные о времени и месте сбора насекомых. Все восемь видов водились в двух областях штата: на озере Оканаган и в низине Джорджия, для которых были известны разнообразные климатические параметры, в том числе температура и количество осадков. Имея на руках необходимую информацию, исследователи проанализировали изменение размеров жуков с течением времени в зависимости от изменений климатических переменных.
Выяснилось, что, вопреки ожиданиям исследователей, жуки росли или уменьшались в зависимости от первоначальной средней длины вида. Мелкие жуки со временем подрастали в размерах, а крупные, наоборот, уменьшались. При этом важными климатическими параметрами стали минимальная и максимальная осенняя температуры и индекс тепловой нагрузки среды. Скорость изменений варьировалась от роста жуков Amara quenseli на 0,36 процентов в год, до уменьшения крупных Scaphinotus angusticollis на 0,88 процента в год.
Ранее исследователи выяснили, что глобальное потепление может отрицательно влиять на когнитивные способности рептилий. Оказалось, что если ящерицы бородатые агамы вылупляются из яиц при более высокой температуре, они хуже справляются с заданиями на социальный интеллект.
Екатерина Русакова
Изучать на них магниторецепцию не получится
Исследователи из Великобритании и Германии на протяжении шести лет воздействовали суммарно почти на сто тысяч дрозофил магнитным полем и выяснили, что они не меняют свое поведение под действием этого поля и в целом никак на него не реагируют. Это опровергло результаты предыдущих экспериментов, где чувствительность мух к магнитному полю была доказана, — прошлые результаты ученые посчитали ложноположительными. Работа опубликована в Nature. Некоторые животные обладают магниторецепцией — например, перелетные певчие птицы мигрируют в основном по ночам и ориентируются по магнитному полю земли. Точно не ясно, как работает их внутренний компас, но основная гипотеза такая: в сетчатке из глаз есть криптохромы — светочуствительные белки, которые реагируют на магнитное поле, а в мозге — нейроны, которые обрабатывают информацию, поступающую с магниторецепторов сетчатки. Такую же способность ученые обнаружили и у летучих мышей. По некоторым данным, магнитное поле чувствуют и плодовые мушки дрозофилы (Drosophila). Криптохромы из их сетчатки реагировали на магнитное поле в экспериментах in vitro, а в других исследованиях [1, 2, 3] под действием магнитного поля их поведение менялось. Поэтому мух иногда используют как модельный организм, чтобы изучать магниторецепцию: геном дрозофил можно редактировать, и эксперименты над ними ставить проще, чем над птицами. Марко Бассетто (Marco Bassetto) из Ольденбургского университета имени Карла фон Осецкого и его коллеги из Великобритании и Германии решили проверить, на самом ли деле дрозофилы чувствительны к магнитному полю. Они воспроизвели несколько экспериментов на гораздо большей выборке и в более контролируемых условиях. Сначала они запустили мух в Т-образный лабиринт, к одному из рукавов которого было приложено магнитное поле с индукцией около 500 микротесла. Установку разместили в электромагнитно-экранированной камере в деревянном здании — в итоге фоновые радиочастотные поля сильно ослаблялись и не должны были повлиять на эксперимент. Дрозофил тестировали группами по 100 особей; предполагалось, что наивные мухи будут избегать рукава с магнитным полем (как это было в ранних экспериментах), а если научить их ассоциировать поле с наградой в виде сахарозы, то они станут предпочитать этот рукав. Однако ничего из этого не подтвердилось: и наивные, и обученные дрозофилы выбирали оба рукава с одинаковой частотой. А вот в контрольных экспериментах мухам удалось связать награду и запах. Всего ученые провели почти 1000 тестов и протестировали таким образом 97650 мух. Затем они поместили дрозофил в вертикальные пластиковые трубки, помещенные между двойными катушками. К одной из трубок было приложено магнитное поле с индукцией 500 микротесла, а к другой — нет. В таких трубках мухи обычно поднимаются, сопротивляясь земному притяжению, — это называется отрицательным геотаксисом (личинки некоторых насекомых, напротив, стремятся вниз, к земле). В предыдущих исследованиях под действием тусклого синего цвета и магнитного поля мухи поднимались медленнее. Здесь же ученые не обнаружили никакой разницы в скорости подъема мух в зависимости от наличия магнитного поля. Однако, как и в раннем эксперименте, под действием красного цвета дрозофилы поднимались медленнее, чем под действием синего (магнитное поле все еще не влияло). Затем ученые усовершенствовали экспериментальную установку и проверили в ней магнитные поля 0,90, 220 и 300 микротесла. Однако и тогда магнитное поле не влияло на скорость подъема насекомых. В предыдущих исследованиях также сообщалось, что магниточувствительность мух проявляется под действием более коротких волн света. Авторы проверили и это, но и здесь дрозофилы никак не реагировали. Авторы заключили, что дрозофилы, судя по всему, не способны ощущать магнитные поля околоземной силы (ниже 500 микротесла). А статистический анализ показал, что результаты ранних экспериментов были, вероятнее всего, ложноположительными: на это указывают небольшие выборки и низкая статистическая мощность. Таким образом, изучать магниторецепцию лучше на ночных мигрирующих певчих птицах. А ранее исследователи из Канады и США выяснили, что нейроны птиц, реагирующие на магнитное поле, активны только во время миграции. Во время ночного отдыха их активность снижается.