Матери навозных жуков защищают свое потомство от потепления, копая глубже

Если сериал «Грязная работа» охватывал как животных, так и людей, вероятно, все началось бы с навозные жуки.Эти трудолюбивые создания являются одними из самых важных переработчиков мусора в мире насекомых.Они поедают и закапывают навоз многих других видов, перерабатывая питательные вещества и улучшая почву по ходу дела.

Навозные жуки встречаются на все континенты, кроме Антарктиды, в лесах, лугах, прериях и пустынях.И теперь, как и многие другие виды, они справляются с последствиями изменения климата.

Я эколог который потратил почти 20 лет на изучение навозных жуков.Мои исследования охватывают тропические и умеренные экосистемы и фокусируются на том, как эти полезные животные реагируют на изменения температуры.

Насекомые не используют внутреннее тепло для поддержания температуры своего тела.Взрослые могут предпринять такие действия, как переезд в более теплые или более холодные районы.Однако более ранние стадии жизни, такие как личинки, часто менее подвижны, поэтому изменение температуры может сильно повлиять на них.

Но у навозных жуков, похоже, есть защита:Я обнаружил, что взрослые навозные жуки меняют свое гнездовое поведение в ответ на изменения температуры, закапывая выводок глубже в почву, что защищает их развивающееся потомство.

Чемпионы по переработке отходов

Легко шутить над этими занятыми насекомыми, но, собирая и закапывая навоз, навозные жуки приносят много экологических преимуществ.Они перерабатывают питательные вещества, аэрируют почву, сократить выбросы парниковых газов от животноводства и сократить популяцию вредителей и паразитов, наносящих вред домашнему скоту.

Навозные жуки также являются важными вторичными распространителями семян.Навоз других животных, например медведей и обезьян, содержит семена, которые жуки закапывают под землю.Это защищает семена от поедания, повышает вероятность их прорастания и улучшает рост растений.

Есть примерно 6000 видов навозных жуков по всему миру.Большинство из них питаются исключительно навозом, хотя некоторые питаются мертвыми животными, гниющими фруктами и грибами.

Некоторые виды используют звезды и даже Млечный Путь для навигации по прямым путям.Один вид — быкоголовый навозный жук (Онтофаг телец), является самое сильное насекомое в мире, способный тянуть вес, в 1000 раз превышающий его собственный.

Эта сила пригодится для самого известного поведения навозных жуков:сбор навоза.

Прокатка и туннелирование

На самых популярных изображениях навозных жуков показано, как они собирают навоз и скатывают его в шарики, чтобы унести с собой.Фактически, некоторые виды являются роликами, а другие - туннелеры которые роют землю под навозным комком, сбрасывают навоз в туннель и упаковывают его в комок или сферу, называемую выводковым комком.Затем самка откладывает яйцо в каждый выводок и засыпает туннель почвой.Роллеры делают то же самое, как только благополучно уберут свой навозный комок от конкурентов.

Когда яйцо вылупляется, личинка питается пометом выводкового кома. окукливается и становится взрослым.Таким образом, оно проходит полная метаморфоза – от яйца до личинки, куколки и взрослой особи – внутри выводкового комка.

Более высокие температуры приводят к появлению более мелких жуков.

Родители навозных жуков не заботятся о своем потомстве, но их гнездовое поведение влияет на следующее поколение.Если самка помещает выводковый ком глубже под землю, личинка в выводковом шаре испытывает более прохладные и менее переменные температуры, чем вблизи поверхности.

Это важно, поскольку температура во время развития может повлиять на выживаемость потомства и другие характеристики, такие как размер тела взрослой особи.Если температура слишком высокая, потомство погибает.Ниже этой точки более теплые и изменчивые температуры приводят к жуки с меньшим телом, что может повлиять на репродуктивный успех следующего поколения.

Самцы меньшего размера не могут конкурировать так же хорошо, как более крупные самцы, а у более мелких самок репродуктивная способность ниже, чем у более крупных самок.Кроме того, жуки с более мелким телом убирать меньше навоза, поэтому они приносят меньше пользы людям и экосистемам, например, круговорот питательных веществ.

Жуки в теплице

Изменение климата сделать температуру более изменчивой во многих частях мира.Это означает, что насекомым и другим видам приходится выдерживать не только более высокие температуры, но и большие изменения температуры изо дня в день.

Чтобы изучить, как взрослые навозные жуки реагируют на температурные изменения, связанные с изменением климата, я спроектировал конусообразные мини-теплицы, в которые поместились бы 7-галлонные ведра, зарытые в землю до краев.Уилл Киркпатрик, студент моей лаборатории, руководил полевыми испытаниями.

Мы случайным образом поместили оплодотворенную самку радужного скарабея. Фаней Виндекс, в каждом тепличном ведре и в таком же количестве открытых ведер, служащих контролем.Используя регистраторы температурных данных, размещенные на четырех глубинах ведер, мы подтвердили, что температура почвы в «тепличных» ведрах была выше и более изменчива, чем температура почвы в открытых ведрах.

Мы давали жукам свежий коровий навоз через день в течение 10 дней и позволяли им делать выводок.Затем мы тщательно перекапывали ведра и записывали количество, глубину и размер выводковых шаров в каждом ведре.

Копаем глубже

Мы обнаружили, что матери жуков в теплицах в целом создавали больше выводковых шариков, что эти выводковые шарики были меньше, и что эти самки закопали яйца поглубже в почву чем матери-жуки в контрольных ведрах.Выводковые шарики в теплицах по-прежнему оказывались в местах, которые были немного теплее, чем в контрольных ведрах, но не настолько теплыми, как если бы матери жуков не изменили свое гнездовое поведение.

Однако, копнув глубже, взрослые особи полностью компенсировали колебания температуры.Не было никакой разницы в изменении температуры, которую испытывали выводковые комки в тепличных и контрольных ведрах.Это отражает тот факт, что температура почвы становятся все более стабильными с глубиной поскольку почва становится все более и более изолированной от изменяющейся температуры воздуха над ней.

Наши результаты также намекают на возможный компромисс между глубиной захоронения и размером выводковых шариков.Жуки-матери, копавшие глубже, защищали свое потомство от перепадов температуры, но оставляли в выводковых комках меньше навоза.Это означало меньше питания для развивающегося потомства.

Изменение климата все еще может повлиять на взрослых навозных жуков способами, которые мы не проверяли, с последствиями для следующего поколения.В дальнейшей работе мы планируем размещать выводковые клубки Фаней Виндекс и другие виды навозных жуков обратно в теплицу и контролируйте ведра на глубине, на которой они были закопаны, чтобы мы могли увидеть, как потомство жуков развивается и выживает.

Однако пока что мои коллеги воодушевлены тем, что эти трудолюбивые жуки могут изменять свое поведение таким образом, чтобы помочь им выжить в меняющемся мире.