Tropiske insekter er ekstremt følsomme over for skiftende klimaer

Insekter, der er tilpasset flerårigt våde miljøer, som tropiske regnskove, har ikke tendens til at klare sig godt, når deres omgivelser tørrer ud. Ny forskning offentliggjort denne onsdag indikerer, at de kan være lige så afvisende over for kraftig nedbør.

Resultaterne af en omfattende fem-årig undersøgelse udført i Peru afslørede et 50% fald i leddyrs biomasse efter korte perioder med både tørke og øget nedbør. En af kun få undersøgelser af dette omfang udført i troperne, resultaterne tyder på, at terrestriske leddyr, en gruppe, der omfatter insekter og edderkopper, vil være mere modtagelige over for klimaændringer end tidligere antaget.

"Det meste af tiden, når vi tænker på klimaændringer, tænker vi på opvarmende temperaturer, men nedbørsmønstrene vil også ændre sig, hvilket er noget, insekter ser ud til at være særligt følsomme over for," siger Felicity Newell, en postdoc og tidligere ph.d.-studerende med Florida Museum of Natural History. "Vi ser, at ekstreme nedbørsmængder kan have negative virkninger over meget korte tidsskalaer."

Insekt-apokalypsen får nye dimensioner

Opdagelsen af ​​en Goldilocks præference for den helt rigtige mængde vand gør sin debut på en bekymrende baggrund af befolkningsnedgang. I løbet af de sidste to årtier har tusindvis af undersøgelser dokumenteret insekters tilbagegang og udryddelse på alle kontinenter undtagen Antarktis, et mønster nogle har døbt insektapokalypsen.

Disse resultater tegner et skarpt, men ufuldstændigt billede. De fleste af disse undersøgelser er blevet udført i tætbefolkede tempererede områder, mens planetens mest biodiverse økosystemer – troperne – er blevet betragtet betydeligt mindre.

Halvdelen af ​​al insektdiversitet er bosat i troperne, og som et resultat ved forskerne meget om kun en lille brøkdel af truede insektarter. Denne ubalance sætter strenge grænser for forståelsen af, hvordan insekter vil klare sig med det komplekse problem med klimaændringer.

"En af de største udfordringer er abiotiske faktorer som temperatur og nedbør påvirker flere ting. De kan påvirke både væksten af ​​nye blade og leddyrene, der lever af dem. I tempererede systemer er det svært at pirre de to fra hinanden, fordi de ofte er meget synkroniseret," sagde Newell.

I tempererede zoner forløber årstiderne i et stramt låsetrin. Livet rører på sig og blomstrer om forår og sommer, så aftager og ligger i dvale om efterår og vinter. Nær ækvator er de årlige ændringer mindre udtalte. Våde og tørre årstider skaber rytmisk variation, men de konstante temperaturer gør det muligt for planter at bevare deres blade og tropiske økosystemer for at forblive aktive året rundt.

Med en konstant forsyning af planteføde er det mere sandsynligt, at enhver stor stigning eller fald i insektoverflod er resultatet af skiftende klimaer. For forskere som Newell, der ønsker at forstå, hvordan klimaændringer vil påvirke insektpopulationer, er troperne det ideelle sted at studere.

Insekter falder under våde forhold af årsager, der forbliver uklare

Newell og medforfatter Ian Ausprey brugte tilsammen to og et halvt år mellem 2015-2019 på at udføre feltarbejde langs skråningerne af Andesbjergene i det nordlige Peru. De boede og arbejdede med beboerne i lokale landsbyer og indsamlede insekter flere gange om året på steder, der spænder over mere end 4.500 fods højde. I alt indsamlede de mere end 48.000 insekter, som de sammenlignede med nedbør og temperaturmålinger taget i løbet af året.

De forventede, at insektoverflod ville være stærkt forbundet med væksten af ​​planter. Mens de fleste træer og buske ikke mister deres blade i troperne, falder produktionen af ​​unge, smidige blade foretrukken af ​​planteædende insekter sammen med begyndelsen af ​​regntiden. Men det var ikke det, de fandt. Den lysegrønne vækst, som fortolket af satellitdata og ved visuel inspektion i marken, havde kun en lille effekt på insektbiomassen.

I stedet var nedbør den enkelte største forudsigelse for, hvor mange insekter du kunne forvente at finde på et givet sted.

"Leddyrs biomasse faldt efter tre måneder med tørt vejr, men det faldt også efter tre måneder med usædvanligt våde forhold," sagde Newell. "Biomasse toppede ved mellemliggende nedbør, hvilket skabte en dynamisk balance mellem for våd og for tør."

Newell og Ausprey tog tingene et skridt videre ved at forsøge at bestemme den nøjagtige mekanisme bag faldene. De udførte udtørringsforsøg på insekter indsamlet i marken. De fleste af deres prøver havde svært ved at klare selv en lille reduktion i luftfugtighed. Dette gjaldt især små insekter; deres større overflade-til-volumen-forhold gør dem særligt tilbøjelige til at tørre ud.

Forskere er dog i tvivl om at forklare, hvorfor vådere forhold end gennemsnittet er problematiske. Teorierne spænder fra de fysiske skader, små insekter får ved at blive slynget med regndråber til nedsatte fourageringstider forårsaget af hyppigere storme. En anden idé hævder, at køligere temperaturer fra langvarigt skydække kan hæmme insekternes vækst og udvikling.

"En hypotese er, at der er flere svampesporer i regntiden, hvilket ville resultere i en større forekomst af entomopatogene svampe," sagde Newell. Sådanne svampepatogener, der forgriber sig på insekter, er almindelige i tropiske økosystemer. Infektion resulterer ofte i insektværtens død, men først efter at deres adfærd er blevet radikalt ændret for at sikre optimal spredning for næste parti sporer, som det er tilfældet for zombiemyren.

Uanset årsagen, bekymrer forfatterne sig om, hvad deres resultater kan varsle for insekter og de dyr, der er afhængige af dem i en hurtigt opvarmende verden. Ved at kombinere deres information indsamlet i marken med 50 års regionale nedbørsdata udviklede de også en forudsigelsesmodel, der kunne hjælpe med at udrede den "sorte boks" af økosystemfunktion og -respons. Deres model antyder, at insekter vil være blandt de første organismer, der reagerer, hvis forholdene fortsætter med at skifte mod et farligt ubalanceret klima.

"Insekter er utroligt forskellige og vigtige. De udfylder økosystemets roller som bestøvning og nedbrydning, og de tjener som føderessource for mange fugle og pattedyr," sagde Newell. "Vores forudsigelsesmodel viser, at insekter reagerer på ekstreme nedbørsmængder, men hvordan de reagerer på skiftende klimaer på lang sigt er stadig uvist." + Udforsk yderligere

Insekter kæmper for at tilpasse sig ekstreme temperaturer, hvilket gør dem sårbare over for klimaændringer, viser undersøgelse