Faldende lys:Omfattende undersøgelse afslører flere trusler mod Nordamerikas ildfluepopulationer

En undersøgelse udført af University of Kentucky Martin-Gatton College of Agriculture, Food and Environment; Bucknell University; Penn State University; og USDA har kastet lys over den prekære situation, som ildfluebestande står over for i hele Nordamerika. Undersøgelsens resultater identificerede flere faktorer, der påvirker deres antal, hvilket giver et dybt dyk i, hvordan skiftende miljømæssige og menneskelige faktorer påvirker disse ikoniske insekter.

Undersøgelsen, offentliggjort i Science of the Total Environment , "Illuminating Patterns of Firefly Abundance Using Citizen Science Data and Machine Learning Models," identificerede de faktorer, der sandsynligvis er ansvarlige for bekymrende tilbagegang i ildfluepopulationer i hele Nordamerika.

For at studere disse befolkningsændringer brugte forskningen en blanding af feltundersøgelser fra borgerforskere og avancerede maskinlæringsteknikker til at analysere over 24.000 undersøgelser fra borgervidenskabsinitiativet Firefly Watch.

Denne forskning markerer det første omfattende forsøg på at anvende en datadrevet tilgang til at forstå ildfluepopulationsdynamikken på en kontinental skala. Nøgleresultater fra denne nye undersøgelse tyder på, at ildfluer, en del af billeordenen, er følsomme over for forskellige miljøfaktorer, fra kortsigtede vejrforhold til længere klimatiske tendenser, herunder antallet af voksende gradersdage relateret til temperaturakkumuleringer.

"Subtile ændringer i klimamønstre, især relateret til temperatur, påvirker markant ildfluens ynglecyklusser og habitatkvalitet," siger Darin McNeil, studieleder og assisterende professor i dyrelivs økologi og forvaltning.

Christina Grozinger, publius vergilius maro professor i entomologi ved Penn State University, sagde, at mens forskere tidligere vidste, at urbanisering, intensivering af landbruget og klimaændringer kan påvirke biodiversiteten, var mindre kendt om, hvordan disse komplekse faktorer interagerer, og hvad folk kan gøre i deres egne baghaver, byer for at støtte biodiversiteten.

"I denne undersøgelse integrerede vi datasæt i stor skala om artsoverflod, arealanvendelse, jordtype, vejr og klima ved hjælp af maskinlæringsmodeller til præcist at modellere og forudsige ildflueoverflodsmønstre på lokal skala i det østlige USA," sagde Grozinger.

"Vi var meget heldige at have et flerårigt datasæt med borgervidenskab, der strakte sig over mere end 24.000 observationer."

Undersøgelsen understreger ildfluers følsomhed over for klimatiske variabler som temperatur og nedbør. Ildfluer trives under tempererede forhold, hvor våde og varme somre skaber det ideelle ynglemiljø og kolde vintre, der understøtter overlevelsen af ​​umodne stadier som æg, larver og pupper.

Men efterhånden som de globale temperaturer stiger, bliver disse forhold mindre forudsigelige og ofte mindre gæstfrie. Ændringer i nedbørsmønstre, en anden kritisk faktor for ildflues overlevelse, har ført til enten alt for tørre forhold, der reducerer larvernes overlevelse eller overdrevent våde forhold, der kan oversvømme ynglepladser og forstyrre livscyklusser.

"Kunstigt lys om natten kan forstyrre ildfluepopulationer, hvilket muligvis påvirker både voksen- og larvestadier," sagde McNeil. "Ildfluelarver, som lever i jorden, er særligt sårbare over for ændringer i lyseksponering, og kunstigt lys kan ændre deres udviklingscyklusser og overlevelsesrater.

"Ildfluelarver, som er rovdyr, kræver også fugtige jordbundsforhold, fordi fugtigheden understøtter bløde hvirvelløse dyr som snegle og snegle, som ildfluelarver bruger som bytte."

Byvækst, såsom etablering af uigennemtrængelige overflader såsom fortove, bygninger og veje, udgør en betydelig trussel mod ildfluebestande ved at invadere naturlige levesteder og mindske tilgængelige yngleområder. Lysforurening fra gadelygter og kommercielle skilte er særligt forstyrrende, da det forstyrrer ildfluernes selvlysende kommunikation, der er afgørende for parring.

Undersøgelsen viser, at ildfluer er markant mindre almindelige i områder med betydelig lysforurening om natten.

Landbrugets indvirkning på ildfluer

Visse landbrugsmetoder synes også at bidrage til nedgangen for ildfluer. Den omfattende brug af pesticider og herbicider er blevet forbundet med et fald i antallet af ildfluer, sandsynligvis på grund af reduceret tilgængelighed af byttedyr og direkte toksicitet.

Denne nye undersøgelse fandt ikke en pesticideffekt; faktisk understøttede visse landbrugsområder nogle af de højeste ildfluetætheder, måske fordi nogle praksisser (f.eks. husdyrgræsning) understøtter englignende forhold, der gavner ildfluer. Undersøgelsen advarer mod øget intensivering af landbruget, især praksis, der reducerer det organiske affald og fugtige miljøer, som ildfluelarver har brug for for at trives.

Papiret afslører, at faldet i ildfluepopulationer ikke er ensartet på tværs af alle klimaer eller regioner. Nogle arter, der er tilpasset tørre miljøer eller dem med specifikke ynglemønstre, kan være mindre påvirket af visse ændringer, mens andre er mere sårbare. Dette fremhæver kompleksiteten af ​​naturlige økosystemer og behovet for skræddersyede bevaringsstrategier.

Forskerholdet har også gjort betydelige fremskridt med at identificere potentielle bevaringsforanstaltninger for at afbøde disse påvirkninger. Disse omfatter reduktion af lysforurening, bevarelse af naturlige levesteder og implementering af dyrelivsvenlige landbrugsmetoder, der understøtter ildfluer.

Ildfluers betydning i miljøet

Nedgangen for ildfluer er mere end tabet af et elsket naturskue; det signalerer bredere økologiske forstyrrelser, der kan have kaskadevirkninger på andre arter og økosystemer. Ildfluer spiller en rolle i fødenettet og tjener som bytte for nogle arter og som rovdyr for mange hvirvelløse dyr. Deres forsvinden kan få uforudsete konsekvenser for den lokale biodiversitet.

"Som undersøgelsen konkluderer, opmuntres yderligere forskning, især i at udforske de langsigtede tendenser for ildfluepopulationer og effektiviteten af ​​forskellige bevaringsstrategier," sagde McNeil.

"Fremadrettet vil fokuserede undersøgelser, der undersøger bestemte ildfluearter, snarere end ildfluesamfundet som helhed, være vigtige. Denne tilgang vil være afgørende for at sikre, at fremtidige generationer også kan nyde det naturlige vidunder af ildfluer, der lyser op på nattehimlen."

"Hver individuelle art har sit eget habitatkrav og ting, den skal bruge for at lykkes," tilføjer Bucknell University assisterende professor i biologi Sarah Lower, en kendt ildflueforsker.

"Med de borgervidenskabelige data i denne undersøgelse ser vi på ildfluer samlet, men vi vil gerne have, at folk inden for borgervidenskab får mere træning i artsidentifikation. Hvis vi kan få oplysninger på artsniveau, kan vi give flere detaljer om arter, der lever i et bestemt område, og hvordan man bedst beskytter dem."

Personer, der er interesseret i at lære mere om arealanvendelsen, vejret og klimaforholdene på deres lokaliteter, kan bruge Penn State's Beescape-værktøj, som giver stedsspecifikke habitatkvalitetsscore for bestøvere.

Flere oplysninger: Darin J. McNeil et al., Belysning af mønstre for ildflueoverflod ved hjælp af borgervidenskabelige data og maskinlæringsmodeller, Science of The Total Environment (2024). DOI:10.1016/j.scitotenv.2024.172329

Journaloplysninger: Science of the Total Environment

Leveret af University of Kentucky