16 апреля 2021

Ученые МАГАТЭ изучили миграцию шести видов бабочек с помощью изотопа дейтерия

Atomic-Energy.ru
С. Брайт, В. Чарни, Дж. Галлахер, Дж. Грин Бабочка-носатка (Libytheana carinenta), бабочка-королева (Danaus gilippus), бабочка-“безоблачная сера” (Phoebis sennae), бабочка- императрица Лейлия (Asterocampa leilia), бабочка с пестрыми росичками (Euptoieta claudia) и бабочка-пехотинец (Zerene cesonia) С. Брайт, В. Чарни, Дж. Галлахер, Дж. Грин

Благодаря базе данных МАГАТЭ и использованию методов стабильных изотопов ученые смогли определить пути миграции нескольких видов насекомых, включая бабочек. В исследовании, недавно опубликованном в журнале Diversity, группа ученых представила результаты миграции шести видов бабочек из Канады и США в Мексику. Это первое исследование такого рода, в котором установлено происхождение и пути миграции нескольких видов в Мексике. Основываясь на этих научных данных, государство может разработать стратегии защиты этих насекомых во время их путешествий.

«Знание того, откуда прилетают бабочки во время миграции, помогает обосновать стратегии их сохранения, которые могут потребоваться в том числе для защиты ресурсов в районах их размножения. Точно так же знание того, куда они направляются зимой, помогает защитить эти места обитания, пока они там находятся», - говорит Леонард Вассенаар, руководитель Лаборатории изотопной гидрологии МАГАТЭ, - «Связь между географическими точками в годовом жизненном цикле бабочек не может быть установлена ​​без использования изотопных методов».

Данное исследование основано на измерении дейтерия – редкого изотопа водорода – в дождевой воде, которая напрямую попадает в организм человека и животных. Поскольку дождевая вода и ее дейтериевый состав уникальны для разных местностей, содержание дейтерия в дождевой воде служит прямым маркером, который ученые могут использовать для определения происхождения отдельных животных и насекомых путем измерения количества дейтерия в волосах, крыльях , когтях, перьях или костях. У бабочек содержание дейтерия измеряется в крыльях и показывает их место рождения.

Хотя изотопы десятилетиями использовались для точного определения путей миграции некоторых насекомых, таких как бабочка-монарх (Danaus plexippus), модели миграции и путей десятков других видов бабочек, насекомых и других мигрирующих животных еще предстоит выяснить во многих странах мира.

Бабочки-мигранты на дальние расстояния – Libytheana carinenta, Euptoieta Claudia, Danaus gilippus и Zerene Cesonia. Более темные области на каждой карте показывают, откуда больше бабочек отправляются в Мексику

Паттерны миграции бабочек – "цепочка", "чехарда" и "панмиксия"

Исследование показало, что, чтобы пережить зиму, четыре из шести видов бабочек отправились с севера США или из южной Канады в Мексику. Исследование также позволило получить дополнительную информацию о способах миграции видов бабочек.

Было обнаружено, что американская бабочка-носатка (Libytheana carinenta) имеет самый длинный миграционный путь и что ее миграция является «цепной». Это означает, что американские бабочки-носатки, родившиеся в северных частях субконтинента, были обнаружены поселившимися в Мексике на зиму только после того, как те, кто родился в южных частях, уже мигрировали дальше на юг.

С другой стороны, бабочка-королева (Danaus gilippus) совершила «миграцию-чехарду» в пределах субконтинента. Это означает, что отдельные бабочки-королевы, рожденные в южных частях субконтинента, совершили короткое путешествие дальше на юг. Однако было обнаружено, что их северные собратья отправились на зиму дальше на юг, чем южные бабочки, иными словами «перепрыгнули» через тех, кто родился в более южных областях.

Третий вид, бабочка-пехотинец (Zerene cesonia), как было установлено, практикует «панмиксию», означающую, что отдельные бабочки смешивались друг с другом и поселялись вместе на пути миграции, независимо от региона их происхождения.

Определение мест рождения бабочек по их крыльям

Чтобы изучить пути миграции шести видов бабочек, ученые собрали их образцы, которые были оставлены убившими их проезжающими автомобилями по определенной дороге в горной долине, популярной среди нескольких видов мигрирующих бабочек. Образцы были собраны в период с сентября по ноябрь 2019 года. Чтобы установить путь миграции, ученые определили место их рождения, проанализировав дейтерий в их крыльях и сравнив его с данными об изотопах в дождевой воде, присутствующими в базе данных МАГАТЭ.

«Этот тип исследования важен, потому что, с одной стороны, он помогает нам понять эволюцию закономерностей у животных и насекомых, а с другой стороны, с точки зрения их защиты, он помогает нам предсказать, какие популяции могут быть более уязвимы для различных событий на пути их миграции, например, климатических явлений, столкновений с автомобилями и потери среды обитания», - отмечает Кейт Хобсон, исследователь из Университета Западного Онтарио в Канаде и один из соавторов данного исследования.

Крыло бабочки-монарха (Danaus plexippus)