تحمي أمهات خنفساء الروث صغارها من ارتفاع درجة حرارة العالم عن طريق الحفر بشكل أعمق

إذا كان المسلسل التلفزيوني "وظائف قذرة”الحيوانات المغطاة وكذلك البشر، ربما يبدأ الأمر بها خنافس الروث.تعد هذه المخلوقات المجتهدة من بين أهم القائمين على إعادة التدوير في عالم الحشرات.إنهم يأكلون ويدفنون روث العديد من الأنواع الأخرى، ويعيدون تدوير العناصر الغذائية ويحسنون التربة أثناء تنقلهم.

تم العثور على خنافس الروث على كل القارات باستثناء القارة القطبية الجنوبية, ، في الغابات والمراعي والبراري والصحاري.والآن، مثل العديد من الأنواع الأخرى، فإنها تتعامل مع آثار تغير المناخ.

أنا عالم البيئة الذي أمضى ما يقرب من 20 عامًا في دراسة خنافس الروث.يشمل بحثي النظم البيئية الاستوائية والمعتدلة، ويركز على كيفية استجابة هذه الحيوانات المفيدة للتغيرات في درجات الحرارة.

لا تستخدم الحشرات الحرارة المولدة داخليًا للحفاظ على درجة حرارة الجسم.يمكن للبالغين اتخاذ إجراءات مثل الانتقال إلى مناطق أكثر دفئًا أو برودة.ومع ذلك، فإن مراحل الحياة المبكرة مثل اليرقات غالبًا ما تكون أقل قدرة على الحركة، لذلك يمكن أن تتأثر بشدة بتغير درجات الحرارة.

ولكن يبدو أن خنافس الروث لديها دفاع:لقد وجدت أن خنافس الروث البالغة تعدل سلوكيات تعشيشها استجابة للتغيرات في درجات الحرارة عن طريق دفن كرات حضنتها في عمق التربة، مما يحمي نسلها النامي.

أبطال إعادة التدوير

من السهل المزاح بشأن هذه الحشرات المزدحمة، ولكن من خلال جمع السماد ودفنه، توفر خنافس الروث العديد من الفوائد البيئية.يقومون بإعادة تدوير العناصر الغذائية، وتهوية التربة، تقليل انبعاثات الغازات الدفيئة الناتجة عن تربية الماشية والحد من أعداد الآفات والطفيليات التي تضر الماشية.

تعتبر خنافس الروث أيضًا من مشتتات البذور الثانوية المهمة.يحتوي روث الحيوانات الأخرى، مثل الدببة والقرود، على بذور تدفنها الخنافس تحت الأرض.وهذا يحمي البذور من الأكل، ويجعلها أكثر عرضة للإنبات ويحسن نمو النبات.

هناك تقريبا 6000 نوع من خنافس الروث حول العالم.يتغذى معظمها حصريًا على الروث، على الرغم من أن بعضها يتغذى على الحيوانات الميتة والفواكه والفطريات المتحللة.

بعض الأنواع تستخدم النجوم وحتى درب التبانة للتنقل عبر مسارات مستقيمة.أحد الأنواع هو خنفساء الروث ذات رأس الثور (الثور Onthophagus)، هو أقوى حشرة في العالم, قادرة على سحب أكثر من 1000 مرة وزن جسمها.

هذه القوة مفيدة للسلوك الأكثر شهرة لخنافس الروث:جمع السماد.

المتداول والأنفاق

تُظهر معظم الصور الشائعة لخنافس الروث أنها تجمع السماد وتدحرجه إلى كرات لتتخلص منه.في الواقع، بعض الأنواع عبارة عن بكرات والبعض الآخر كذلك عمال الأنفاق التي تحفر في الأرض تحت الروث، وتنزل الروث إلى النفق وتعبئته في كتلة أو كرة، تسمى كرة الحضنة.ثم تضع الأنثى بيضة في كل كرة حضنة وتملأ النفق بالتربة.يفعل اللاعبون الشيء نفسه بمجرد إخراج كرة الروث الخاصة بهم بأمان من المنافسة.

عندما تفقس البيضة، تتغذى اليرقة على روث كرة الحضنة، عذراء ويظهر كشخص بالغ.وهكذا يمر التحول الكامل – من البيضة إلى اليرقة إلى الشرنقة إلى البالغة – داخل كرة الحضنة.

درجات الحرارة الأكثر دفئًا تنتج خنافس أصغر

لا يقدم آباء خنفساء الروث الرعاية لأبنائهم، لكن سلوكيات التعشيش الخاصة بهم تؤثر على الجيل التالي.إذا وضعت الأنثى كرة حضنة في مكان أعمق تحت الأرض، فإن اليرقة الموجودة في كرة الحضنة تتعرض لدرجات حرارة أكثر برودة وأقل تغيرًا مما قد تكون عليه بالقرب من السطح.

وهذا مهم لأن درجات الحرارة أثناء النمو يمكن أن تؤثر على بقاء النسل والصفات الأخرى، مثل حجم الجسم البالغ.إذا كانت درجات الحرارة شديدة الحرارة، فإن النسل يهلك.تحت هذه النقطة، تؤدي درجات الحرارة الأكثر دفئًا وتغيرًا إلى الخنافس ذات الأجسام الصغيرة, والتي يمكن أن تؤثر على النجاح الإنجابي للجيل القادم.

لا يمكن للذكور الأصغر حجمًا التنافس مثل الذكور الأكبر حجمًا، كما أن الإناث الأصغر حجمًا يكون إنتاجهن الإنجابي أقل من الإناث الأكبر حجمًا.بالإضافة إلى الخنافس ذات الأجسام الصغيرة إزالة أقل الروث, لذا فهي توفر فوائد أقل للبشر والنظم البيئية، مثل تدوير المغذيات.

الخنافس في الدفيئة

تغير المناخ هو مما يجعل درجات الحرارة أكثر تقلبًا في أجزاء كثيرة من العالم.وهذا يعني أن الحشرات والأنواع الأخرى لا يتعين عليها التعامل مع درجات الحرارة الأكثر دفئًا فحسب، بل أيضًا التغيرات الأكبر في درجات الحرارة يومًا بعد يوم.

ولدراسة كيفية استجابة خنافس الروث البالغة لأنواع التغيرات في درجات الحرارة المرتبطة بتغير المناخ، قمت بتصميم دفيئات صغيرة مخروطية الشكل يمكن أن تناسب دلاء سعة 7 جالون مدفونة في الأرض حتى حوافها.وقد قاد ويل كيركباتريك، وهو طالب جامعي في مختبري، التجارب الميدانية.

قمنا بوضع أنثى جعران قوس قزح مخصبة بشكل عشوائي، فانيوس فينديكس, ، في كل دلو صوبة وفي نفس العدد من الدلاء المكشوفة لتكون بمثابة أدوات تحكم.باستخدام أجهزة تسجيل بيانات درجة الحرارة الموضوعة على أربعة أعماق في الدلاء، تحققنا من أن درجات حرارة التربة في دلاء "الدفيئة" كانت أكثر دفئًا وأكثر تقلبًا من درجات حرارة التربة في الدلاء غير المغطاة.

أعطينا الخنافس روث البقر الطازج كل يومين لمدة 10 أيام وسمحنا لها بصنع كرات الحضنة.ثم قمنا بحفر الدلاء بعناية وسجلنا عدد وعمق وحجم كرات الحضنة في كل دلو.

حفر أعمق

لقد وجدنا أن أمهات الخنفساء في البيئات الدفيئة أنتجت عددًا أكبر من كرات الحضنة بشكل عام، وأن كرات الحضنة هذه كانت أصغر حجمًا، وأن هذه الإناث دفنت كرات الحضنة الخاصة بهم في عمق التربة من أمهات الخنفساء في دلاء التحكم.لا يزال ينتهي الأمر بكرات الحضنة في البيوت الزجاجية في مناطق أكثر دفئًا قليلًا من تلك الموجودة في دلاء التحكم، ولكنها ليست دافئة تقريبًا كما لو أن أمهات الخنفساء لم تغير سلوكيات التعشيش.

ومع ذلك، من خلال الحفر بشكل أعمق، عوضت الحشرات البالغة تمامًا تغير درجات الحرارة.لم يكن هناك اختلاف في تباين درجات الحرارة التي تعاني منها كرات الحضنة في دلاء الدفيئة ودلاء التحكم.وهذا يعكس حقيقة أن درجات حرارة التربة تصبح مستقرة على نحو متزايد مع العمق حيث تصبح التربة معزولة أكثر فأكثر عن درجات حرارة الهواء المتغيرة فوقها.

تشير النتائج التي توصلنا إليها أيضًا إلى وجود مفاضلة محتملة بين عمق الدفن وحجم كرة الحضنة.أمهات الخنفساء التي حفرت بشكل أعمق قامت بحماية ذريتها من التغيرات في درجات الحرارة ولكنها وفرت كمية أقل من الروث في كرات الحضنة.وهذا يعني تغذية أقل لتنمية النسل.

لا يزال من الممكن أن يؤثر تغير المناخ على خنافس الروث البالغة بطرق لم نختبرها، مع ما يترتب على ذلك من عواقب على الجيل القادم.في العمل المستقبلي، نخطط لوضع كرات الحضنة من فانيوس فينديكس وأنواع أخرى من خنافس الروث تعود إلى الدفيئة وتتحكم في الدلاء في الأعماق التي دفنت فيها حتى نتمكن من رؤية كيف يتطور نسل الخنفساء ويعيش.

ومع ذلك، فقد تم تشجيع زملائي حتى الآن على اكتشاف أن هذه الخنافس الكادحة يمكنها تغيير سلوكها بطرق قد تساعدها على البقاء في عالم متغير.