Навозные жуки глубоко закапываются, чтобы сохранить яйца в прохладе

США - Информационное агентство Эхбари

Навозные жуки глубоко закапываются, чтобы сохранить яйца в прохладе

В убедительной демонстрации изобретательности природы некоторые виды навозных жуков, возможно, разрабатывают внутреннюю защиту от растущей угрозы изменения климата. Новые исследования, представленные экологом Кимберли Шелдон, показывают, что умеренные радужные жуки-скарабеи, вид роющих жуков, обладают замечательной поведенческой адаптацией: они инстинктивно роют более глубокие туннели, чтобы откладывать яйца в более прохладных глубинах почвы. Эта стратегия гарантирует, что их развивающиеся детеныши остаются в пределах температурного диапазона, пригодного для выживания, даже когда температура окружающей среды повышается из-за глобального потепления.

Шелдон, связанная с Университетом Теннесси, Ноксвилл, поделилась этими значительными выводами на недавнем собрании Общества интегративной и сравнительной биологии в Портленде, штат Орегон. Исследование предполагает, что это поведение глубокого закапывания действует как критически важный механизм выживания, позволяя этим насекомым поддерживать стабильный микроклимат для своего потомства. В резком контрасте, предварительные полевые эксперименты показывают, что их тропические родственники лишены этой поведенческой пластичности, что делает их потенциально более уязвимыми к последствиям потепления планеты.

Умеренные радужные жуки-скарабеи (Phanaeus vindex) известны своим уникальным методом размножения. В отличие от видов, которые катят навозные шары над землей, чтобы служить яслями, эти жуки размером с виноград выкапывают сложные туннельные системы. Затем они переносят навоз в эти подземные камеры, тщательно формируют его в компактный шар и откладывают в него одно яйцо. Этот метод подземной инкубации обеспечивает естественный буфер против экстремальных колебаний окружающей среды, включая перепады температур и обезвоживание.

Чтобы выяснить, используют ли эти жуки активно более прохладные и стабильные температуры почвы, Шелдон и ее команда разработали инновационную экспериментальную установку. Они развернули "парники" – по сути, пластиковые конусы с небольшим отверстием на вершине – над закопанными ведрами, наполненными землей в полевых условиях. Эти конусы были предназначены для усиления солнечной радиации, тем самым повышая температуру внутри ведра примерно на 2 градуса Цельсия выше температуры окружающего воздуха. В то время как жуки, находящиеся под этими конусами, испытывали более теплые условия, отверстие позволяло естественные колебания погоды, имитируя реальную изменчивость окружающей среды.

Исследование Шелдон этого явления началось более шести лет назад. Ее более ранние работы показали, что самки навозных жуков, подвергаясь имитации теплового стресса (через "парники"), закапывали свои яйца в среднем на пять сантиметров глубже – примерно на 21 сантиметр ниже поверхности. Это более глубокое размещение приводило к снижению температуры инкубации в среднем на 1 градус Цельсия. Однако стихийное бедствие – наводнение, уничтожившее место исследования, – помешало ей окончательно сделать вывод, способствовало ли это поведенческое изменение выживанию потомства.

В 2023 году ее команда повторила эксперимент, чтобы подтвердить свои первоначальные наблюдения. Результаты были убедительными: несмотря на повышенные температуры, созданные "парниками", выживаемость молодых жуков, вылупляющихся из более глубоких навозных шаров, была сопоставима с выживаемостью тех, кто был закопан на меньшей глубине в более прохладных, нетронутых ведрах. Этот результат убедительно подтверждает гипотезу о том, что глубокое закапывание является эффективной адаптацией для терморегуляции и выживания.

Это открытие согласуется с более широкими наблюдениями за реакцией животных на изменение климата. Исследователи отмечали аналогичные поведенческие корректировки у других видов, таких как некоторые пчелы-потогонки (sweat bees) и древесные лягушки, которые изменяют свою деятельность или среду обитания, чтобы справиться с более теплыми условиями. Однако способность к такому адаптивному поведению не универсальна, даже среди близкородственных видов.

В параллельных экспериментах, проведенных в Эквадоре, команда Шелдон исследовала тропического родственника – Oyxternon silenus. В отличие от своих умеренных собратьев, эти тропические жуки не изменяли глубину, на которой они закапывали свои навозные шары, даже под воздействием имитации потепления. Остается неясным, как это отсутствие поведенческой гибкости влияет на их репродуктивный успех. Шелдон предполагает, что тропический климат, исторически характеризующийся большей стабильностью, оказывал меньшее эволюционное давление на поведенческую адаптивность этих видов. Следовательно, способность умеренного радужного жука активно управлять своей тепловой средой особенно примечательна и, по словам Шелдон, "вызывает беспокойство" в своих последствиях для видов, сталкивающихся с беспрецедентными изменениями окружающей среды.

Исследование подчеркивает решающую роль поведенческой пластичности в устойчивости видов к изменению окружающей среды. Оно освещает различные эволюционные пути, которые проходят организмы для адаптации к изменяющимся условиям, и подчеркивает потенциальную уязвимость видов, которым не хватает такой гибкости. Понимание этих адаптивных механизмов имеет жизненно важное значение для прогнозирования будущей траектории биоразнообразия в быстро теплеющем мире и для информирования усилий по сохранению.

Информационное агентство Эхбари