Новозеландские веснянки утратили крылья по вине выжигавших леса маори

После того, как маори несколько столетий назад начали выжигать леса, некогда покрывавшие большую часть новозеландского Южного острова, отдельным популяциям веснянок Zelandoperla fenestrata пришлось отказаться от полета. К такому выводу пришли энтомологи, проанализировав соотношение крылатых и бескрылых особей на пяти участках в местных горах. Там, где верхняя граница лесов опустилась из-за выжиганий, доля бескрылых особей заметно увеличилась. Как отмечают авторы в статье для журнала Biology Letters, на открытой горной местности веснянкам трудно справляться с сильным ветром, поэтому они и стали нелетающими. Столь быстрый эволюционный переход произошел всего за 300 поколений.

Способность летать помогает насекомым спасаться от хищников, находить пищу и партнеров, а также мигрировать, иногда на значительные расстояния. Тем не менее, порой крылья становятся для них помехой. Так, на субантарктических и антарктических островах дуют сильные ветра, из-за которых живущим здесь насекомым трудно нормально летать. Неудивительно, что около половины их видов стали бескрылыми.

Из-за ветреного климата от крыльев вынуждены отказываться и многие насекомые, живущие в горной местности. Например, в новозеландских горах обитает несколько видов веснянок с бескрылыми имаго. А местные веснянки из видового комплекса Zelandoperla fenestrata могут быть летающими или нелетающими в зависимости от того, на какой высоте они живут. В низинных лесах распространена крылатая форма, а в безлесной местности на больших высотах — бескрылая.

Команда энтомологов, которую возглавил Броди Фостер (Brodie J. Foster) из Университета Отаго, предположила, что исчезновение новозеландских лесов, которое началось после колонизации архипелага маори, должно было повлиять на распространение крылатых и бескрылых форм Z. fenestrata. Чтобы проверить данную идею, исследователи выбрали пять точек на юге Южного острова Новой Зеландии, на трех из которых леса были выжжены маори несколько столетий назад, в результате чего верхняя граница роста деревьев опустилась, а на двух остались нетронутыми. На каждой из точек авторы заложили учетные маршруты, которые проходили вдоль ручьев, и подсчитали численность бескрылых и крылатых веснянок. В ходе предварительных исследований была установлена взаимосвязь между анатомическими особенностями личинки Z. fenestrata и взрослой особи, в которую она превратится, поэтому в анализ включили не только имаго, но и нимф.

Проанализировав размер крыльев у нескольких сотен особей, Фостер и его соавторы подтвердили, что на всех точках соотношение крылатых и бескрылых веснянок меняется в зависимости от высоты. На низких высотах живут только летающие особи, чуть выше среди них появляются нелетающие, а на больших высотах летающих веснянок практически не остается. Однако точка, после которой крылатые особи уступают место бескрылым, зависит не от абсолютной высоты над уровнем моря, а от того, где проходит верхняя граница роста лесов (p=0,01). На двух участках, где леса сохранились, переход от крылатых особей к бескрылым начинается на большей высоте, чем на трех участках, где леса выжгли маори. По мнению исследователей, это связано с тем, что в лесах веснянки защищены от ветра, благодаря чему могут сохранить крылья и способность летать.

Полинезийцы колонизировали Новую Зеландию около 750 лет назад, а массовое выжигание лесов на Южном острове началось примерно 600 лет назад. Таким образом, доля бескрылых особей в ряде локальных популяций Z. fenestrata выросла всего за шесть столетий — или за 300 поколений, если учесть, что жизненный цикл этих насекомых занимает два-три года. Это пример очень быстрых эволюционных изменений, спровоцированных деятельностью человека. В ходе дальнейших исследований Фостер с коллегами планируют выяснить, какие генетические механизмы лежат в их основе.

Ранее мы рассказывали о том, как зоологи изучали поведение инвазивных обыкновенных ежей (Erinaceus europaeus) в горах Новой Зеландии. Оказалось, что с приходом зимы эти млекопитающие не мигрируют в долины, как предполагали ученые, а остаются зимовать на больших высотах, где впадают в спячку.

Сергей Коленов

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Тюлени обратили внимание на ритм в призывах сородичей

Они реагировали на разный темп и длину звука