Изменение климата уже считается одной из причин расширения ареала многих видов клещей. Более мягкие зимы помогают этим паукообразным выживать там, где раньше они погибали от холода, если не успели найти укрытие. Однако авторы исследования, опубликованного в журнале Journal of Applied Ecology, предположили, что на распространение клещей влияет не только потепление, но и другие факторы — в частности, химические вещества, с которыми паразиты регулярно сталкиваются.
Чтобы проверить эту гипотезу, биологи из Университета Цинциннати (США) изучили влияние двух популярных акарицидов — пропоксура и хлорпирифоса — на американского собачьего клеща Dermacentor variabilis и коричневого собачьего клеща Rhipicephalus sanguineus. Оба вещества использовали в сублетальных концентрациях, то есть недостаточных для гибели клещей.
После обработки членистоногих ученых оценили, насколько хорошо они переносят холод. Для этого подопытных на два часа помещали в климатическую камеру с температурой от -4 до -20 градусов Цельсия, после чего определяли температуру, при которой погибала половина особей.
Результаты были неожиданными. У необработанных американских собачьих клещей летальная температура составляла в среднем -15,7 градуса Цельсия. После воздействия пропоксура этот показатель снизился примерно до -17,9 градуса, а после обработки хлорпирифосом — до -19,4. То есть паразиты, пережившие контакт с акарицидами, могли переносить температуры на несколько градусов ниже, чем особи из контрольной группы.
Аналогичную тенденцию исследователи наблюдали у коричневого собачьего клеща. Однако выраженность эффекта несколько отличалась.
Затем биологи проверили, сохранится ли эта способность не только в лаборатории, но и в естественных условиях. Для этого организовали длительный полевой эксперимент в двух штатах — Южной Дакоте и Огайо, где зимние условия существенно различаются.
Группы обработанных и необработанных клещей поместили в металлические контейнеры с местной почвой, оснащенные датчиками температуры и влажности, потом закопали их в землю и оставили зимовать примерно на восемь месяцев.
Лабораторные наблюдения подтвердились. Клещи, ранее подвергшиеся воздействию инсектицидов, чаще, чем контрольная группа, переживали зимовку. Наиболее выраженный эффект выявили после обработки пропоксуром.
Чтобы понять, каким образом химические вещества могут повышать холодоустойчивость, исследователи обратились к более ранним данным о работе генов у клещей. Анализ показал, что воздействие пестицидов и низких температур активирует частично совпадающие молекулярные механизмы. Речь может идти о так называемой перекрестной устойчивости: защитные реакции организма, запускаемые химическим стрессом, одновременно повышают способность переносить холод.
Биологи учли эти данные при моделировании возможного распространения американского собачьего клеща. Как показали расчеты, благодаря повышенной выживаемости зимой территория, пригодная для этого вида, может смещаться дальше на север. Речь не идет о прямом доказательстве того, что пестициды уже спровоцировали расширение ареала клещей. Но авторы нового исследования показали возможный механизм, который в сочетании с изменениями климат может помочь продвижению этих паразитов в более северные регионы.
Влияние пестицидов на окружающую среду, судя по всему, может быть сложнее, чем предполагалось. Обычно такие вещества рассматривают исключительно как средство борьбы с вредителями, но в реальности организмы нередко сталкиваются не со смертельными, а с небольшими дозами отравы. Это может вызывать физиологические изменения, которые в итоге окажутся полезными для выживания.
Ученые признали и ограничения своей работы. Эксперименты проводили только на двух видах, а моделирование выполнили лишь для американского собачьего клеща. Кроме того, в природе на выживаемость и распространение паразитов влияют еще влажность, особенности растительности, наличие хозяев, конкуренция с другими видами. Поэтому результаты исследования не означают, что обработка пестицидами неизбежно приведет к расширению ареала этих паукообразных.
Тем не менее стоит учитывать, что если сублетальные дозы действительно помогают клещам успешнее зимовать, то это может стать еще одним фактором, способствующим их продвижению в регионы, которые раньше были слишком холодными.