Изменения окружающей среды, в том числе и из-за деятельности человека — важный фактор эволюции для всех видов. Влияние урбанизации, загрязнения, избыточного вылова рыбы изучены хорошо, но последствиям вырубки лесов не уделялось достаточного внимания. Тем не менее, было очевидно, что уничтожение лесов не пройдет для их обитателей бесследно.
Веснянки — отряд насекомых, включающий почти 4000 видов, в том числе ископаемых. В Новой Зеландии распространены веснянки Zelandoperla fenestrata, разделившиеся на два фенотипа — у одних есть полноценные крылья, позволяющие летать, у других же крылья неразвитые и бесполезные, а то и вообще отсутствуют.
Причиной роста численности последних стало исчезновение лесов по вине человека, утверждают биологи из новозеландского Университета Отаго. Подробнее об этом они рассказали в статье в журнале Biology Letters.
Исследователи отобрали несколько сотен нимф и взрослых особей веснянок из разных областей юга Новой Зеландии. Сравнив строение веснянок, обитающих в разных условиях, ученые также проверили их способность к полетам. Оказалось, что способные летать веснянки обитают преимущественно в лесистой местности, а бескрылые — на открытых пространствах.
<1>
Повсеместное выжигание и вырубка естественных лесов начались вскоре после появления на территории Новой Зеландии маори, где-то после 1200 г. н.э. К настоящему времени более 40% лесов, которые когда-то покрывали южную часть Новой Зеландии, превратились в пастбища, поросли папоротниками и кустарниками. Хотя времени, по эволюционным меркам, прошло совсем немного, последствия уже заметны, отмечают ученые.
Вырубка лесов изменяет характер ветра, поясняют они. Чем меньше остается деревьев, тем сильнее становятся порывы, и в итоге выживают те насекомые, которых не уносит ветром с их родных территорий.
Команда опасается, что без крыльев веснянки не смогут искать себе пару в более широком территориальном ареале, что снизит генетическое разнообразие. Это может повлиять на здоровье вида в долгосрочной перспективе, вплоть до полного исчезновения. Веснянками питаются рыбы, сами веснянки иногда едят водных насекомых. Исчезновение веснянок, как и любых других животных, может нарушить баланс экосистемы и повлечь за собой неконтролируемые изменения.
Вероятно, существуют и другие факторы, влияющие на склонность к полетам — температура или стабильность среды обитания. Однако порывы ветра — наиболее примечательная особенность горных вершин Новой Зеландии, лишившихся деревьев.
Отказывающиеся летать веснянки — лишь верхушка айсберга, считают авторы работы.
«В дополнение к предполагаемым здесь локальным сдвигам, вероятно, повсеместная вырубка лесов увеличила на юге Новой Зеландии долю нелетающих насекомых в целом», — отмечают они.
Интересно, что к похожим выводам еще полтора века назад пришел Чарльз Дарвин. В споре с ботаником Джозефом Хукером он утверждал, что насекомые на островах между Антарктикой и Австралией почти потеряли крылья из-за сильных ветров — попытки летать привели бы к тому, что насекомых просто унесло в море. Сейчас эта версия получает все больше подтверждений. Так, в 2020 году выяснилось, что ветра сыграли роль в исчезновении крыльев у насекомых на островах Южного океана.
Многие исследования сообщают о различиях насекомых одного вида, обусловленных разной окружающей средой, однако эта работа — одно из наиболее убедительных доказательств того, что эти различия могут возникать и быстро развиваться в ответ на вмешательство человека, пишут авторы.
«Повсеместное уничтожение лесов увеличило долю нелетающих веснянок на обширных территориях юга Новой Зеландии, — заключают они. —
Так как ухудшение способности к перемещению может замедлить развитие генетического разнообразия и даже привести к вымиранию, антропогенные изменения несут потенциальную угрозу для сохранения вида.
Результаты подтверждают, что антропогенное давление может влиять как на процессы видообразования, так и на процессы вымирания».
Чтобы разобраться в вопросе более подробно, нужен геномный анализ, отмечают исследователи. Он позволит понять эволюционную динамику и траектории перемещения популяций насекомых в регионах, где уничтожаются леса.