Новозеландские веснянки утратили крылья по вине выжигавших леса маори

Веснянки Zelandoperla fenestrata. Вверху крылатая форма, внизу бескрылая.

Brodie J. Foster et al. / Biology Letters, 2021

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.