Полинезийцы укоротили крылья новозеландским насекомым

Ученые из Новой Зеландии изучили частоту встречаемости летающих и нелетающих форм местного вида насекомых Zelandoperla fenestrata (на фото). Популяции этого вида имеют разную длину крыльев: самые короткокрылые не могут летать, более длиннокрылые — могут. Авторы работы изучили данные по пяти регионам, где встречается этот уникальной вид (вне южного острова Новой Зеландии его нигде нет). В трех местах леса они исчезли после колонизации острова маори (она началась в XIII веке), а в двух леса не прерывали своего существования в последние тысячи лет.

Как и ожидалось, процент неспособных к полету короткокрылых особей зависел от высоты склонов гор, на которой их собрали. На высотах около 600 метров все особи этого вида умели летать. На высотах ближе к тысяче метров ситуация была обратной: почти никто не умел летать. Похожая картина наблюдается с разными видами насекомых по всему миру: чем выше в горы, тем реже местные насекомые способны к полету.

Однако в случае Zelandoperla fenestrata ситуация оказалась более сложной. Там, где леса сохранились (две локации), куда больший процент особей имел способность к полету даже с ростом высоты. Там, где лесов не было, неумение летать становилось массовым даже на средних высотах, задолго до тысячи метров.

Исследователи не разбирают в деталях конкретные причины, по которым наличие леса в местах обитания этих насекомых снижает риск потери ими склонности к полету. Однако вероятные механизмы довольно очевидны. Во-первых, лес несколько нивелирует прямое воздействие ветра на летающих насекомых, замедляя ток воздуха в приземных слоях. Во-вторых, даже если сильный порыв ветра подхватил насекомое, у того всегда есть шанс наскочить на дерево и зацепиться за него, пережидая ветер. В местах, где лесов нет, ни то, ни другое невозможно — и ветер может унести насекомое с крыльями туда, где оно погибнет или не оставит потомства, то есть за пределы пригодных для него биогеоценозов.

Авторы работы заключают, что причиной потери способности к полету следует считать сильный ветер при отсутствии факторов, снижающих его воздействие на летающих насекомых. Это подтверждает давнюю теорию Чарльза Дарвина о причинах потери насекомыми способности к полету. Отказ от функциональных крыльев выглядит не слишком логично: за счет них насекомые могут быстро перемещаться на огромные расстояния. Например, бродяжка рыжая, один из видов стрекоз, поднимается на высоту до 6200 метров и мигрирует на многие тысячи километров (способна перелететь Тихий океан). Высокая мобильность упрощает поиск пищи и полового партнера. Почему же в целом ряде экосистем насекомые массово отказываются от нее?

Вопрос этот встал перед биологами еще в XIX веке, когда выяснилось, что на островах между Австралией и Антарктидой практически все насекомые лишены крыльев. Это странно: чтобы попасть сюда, они явно должны были использовать крылья, поскольку возраст местных видов велик, и они явно прибыли сюда до человека. Дарвин предположил, что способные к полету особи часто уносит ветром в море, где они гибнут. В итоге естественный отбор способствует выживанию неспособных к полету. В ту пору его гипотеза подверглась серьезной критике. Однако новая работа новозеландских ученых указывает на правоту исследователя.

Авторы работы отмечают, что воздействие человека на леса, таким образом, способно подталкивать отдельные популяции насекомых к отказу от полета. Потенциально это станет проблемой: если некоторые популяции не будут летать, они не смогут обмениваться генами с другими, что снизит их локальное генетическое разнообразие.

В то же время вряд ли сведение лесов представляет опасность для существования вида Zelandoperla fenestrata. Дело в том, что современные новозеландцы не сводят леса: это делали полинезийские племена маори, прибывшие на остров не позднее XIII века. К началу XIX века их было не менее ста тысяч, однако к концу столетия их численность упала многократно. Для европейских методов сельского хозяйства горные склоны подходят плохо, поэтому сейчас антропогенное хозяйственное воздействие на горные леса тут практически отсутствует. Если за сотни лет, прошедшие после выжигания лесов маори, отказ от полета не привел к потере Zelandoperla fenestrata ареала, то вряд ли это возможно в наши дни, когда никаких выжиганий уже нет.