В мире насекомых существует удивительный парадокс. Одни, как саранча, готовы уничтожить всё на своём пути, не делая различий между растениями. Другие, особенно гусеницы в тропических лесах, — настоящие гастрономические консерваторы, которые могут питаться лишь одним-единственным видом или семейством растений. Почему эволюция пошла по такому пути? Новое масштабное исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, наконец-то дало ответ, и он кроется в сочетании двух факторов: температуре и ботаническом разнообразии.
От глобальных данных к «дневникам питания»
Чтобы разгадать эту загадку, международная команда биологов под руководством Коллина П. Гросса из Стэнфордского университета провела колоссальную работу. Они проанализировали глобальные массивы данных, включающие информацию о более чем 10 000 видах бабочек и 150 000 видов растений, опираясь на 87 миллионов (!) полевых записей.
Учёные разделили планету на сетку из квадратов размером 100 на 100 километров. Для каждого такого участка они составили «дневники питания» местных гусениц, отмечая, сколько семейств растений они потребляют и насколько эти семейства родственны друг другу. Затем эти данные сопоставили с климатическими показателями: температурой и количеством осадков.
Битва двух сил: жара против разнообразия
Анализ выявил два противоположных тренда, которые борются за формирование рациона.
- Эффект разнообразия. В регионах с огромным выбором растений (например, в джунглях) гусеницы становятся крайне разборчивыми. Зачем есть всё подряд и конкурировать с другими насекомыми, если можно выбрать одно конкретное семейство растений? Специализируясь на нём, гусеница учится преодолевать его уникальную химическую защиту и получает эксклюзивный доступ к ресурсу. Этот эффект наиболее силён вблизи экватора.
- Эффект температуры. А вот жара действует наоборот. Высокие температуры и связанные с ними стрессы (например, засушливые сезоны) заставляют гусениц быть менее привередливыми. В таких условиях им выгоднее иметь широкий рацион, чтобы не остаться голодными, если их любимое растение станет недоступным.
Несмотря на то что жара подталкивает к разнообразию в еде, фактор ботанического богатства оказался гораздо мощнее. Поэтому в тропиках по-прежнему живут самые узкоспециализированные гурманы.
Островная аномалия: правило работает наоборот
Однако в этом глобальном правиле нашлось интересное исключение — острова. Данные показали, что на островах всё наоборот: чем больше там разных семейств растений, тем более широкий рацион у местных бабочек.
Учёные объясняют это выживанием. Насекомые, колонизирующие острова, вынуждены быть универсалами, чтобы найти себе пропитание в новой и скудной среде. Но и тут есть нюанс: если на острове обитает уникальный, эндемичный вид насекомого (который больше нигде не встречается), он может быть таким же привередливым, как и его тропические собратья. Это происходит потому, что он эволюционировал в изоляции вместе с ограниченным набором местных растений и идеально к ним приспособился.
Изображение: разработано Мagnific.
