Ученые впервые реконструировали тысячелетнюю историю популяций муравьев на Фиджи, применив революционный метод геномного анализа музейных образцов, и обнаружили, что численность 79% уникальных эндемичных видов неуклонно сокращается. Это исследование открывает новую главу в изучении «апокалипсиса насекомых», позволяя заглянуть в прошлое и оценить реальные масштабы влияния человека на островные экосистемы. Работа опубликована в журнале Science.
В последние годы проблема сокращения численности насекомых по всему миру, получившая название «апокалипсис насекомых», особенно обострилась. Однако большинство исследований опирается на данные полевых наблюдений, собранные за последние несколько десятилетий, что оставляет значительный пробел в нашем понимании более долгосрочных тенденций. Особую уязвимость демонстрируют островные экосистемы, которые, будучи изолированными, сильнее страдают от деятельности человека и инвазивных видов. Архипелаг Фиджи с его уникальными видами и хорошо изученной историей колонизации был выбран в качестве идеального варианта «природной лаборатории» в новом исследовании, а объектом изучения стали муравьи — ключевые участники многих экологических процессов, от опыления до почвообразования.
Чтобы обойти проблему отсутствия исторических данных, международная команда ученых использовала новаторский подход под названием «музеомика». Исследователи провели масштабный геномный анализ 4132 образцов муравьев, принадлежащих к 144 видам, которые десятилетиями хранились в музейных коллекциях. Поскольку ДНК в таких старых образцах со временем разрушается, авторы применили специальный метод секвенирования (RADseq), позволяющий работать с короткими фрагментами. В результате кропотливой работы им удалось не только уточнить границы между видами, но и, используя методы демографического моделирования, реконструировать изменения в численности для 240 отдельных популяций муравьев, принадлежащих к 72 видам.
Анализ показал, что 79% эндемичных для Фиджи видов муравьев находятся в состоянии долгосрочного сокращения численности. Этот процесс начался примерно 3000 лет назад, с прибытием на острова первых людей, и резко ускорился в последние 300 лет, что совпадает с европейской колонизацией, развитием глобальной торговли и внедрением промышленного сельского хозяйства. В противоположность этому, все недавно завезенные человеком виды демонстрируют бурный рост популяций. Ключевым фактором, определяющим судьбу вида, оказалась его восприимчивость к изменениям среды обитания: аборигенные виды, живущие в нетронутых лесах на больших высотах, исчезают, а те немногие местные виды, что смогли приспособиться к измененным ландшафтам, — выживают.
Исследование не только подтверждает факт сокращения биоразнообразия на островах, но и предлагает принципиально новый инструмент для его оценки — геномный анализ музейных коллекций. Полученные данные наглядно демонстрируют, что антропогенное воздействие на протяжении тысячелетий приводит к вытеснению уникальных видов-специалистов и замещению таковых универсалами-космополитами. Старший автор работы Александр Михеев из Австралийского национального университета отметил: «По мере расширения нашего научного инструментария мы получаем все больше информации из коллекций, посвященных биоразнообразию, поэтому важно продолжать инвестировать в эти жизненно важные ресурсы и поддерживать их». В будущем подобный подход позволит оценить ситуацию в других уголках планеты, а значит, у исследователей появится шанс разработать более эффективные стратегии защиты наиболее уязвимых экосистем.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
