Журнал для юных умов
Меню сайта

Насекомые как улики: Что бабочки могут рассказать нам о здоровье окружающей среды?

Бабочки могут быстро проинформировать нас о состоянии окружающей среды - они подобны идеальным подсказкам, которые используют детективы при разгадывании тайн! Почему? Во-первых, потому что бабочек можно встретить практически везде. Во-вторых, потому что сообщества бабочек чувствительны к очень небольшим изменениям в окружающей среде. Исследуя бабочек в определенном месте, ученые могут узнать о текущем состоянии окружающей среды и увидеть свидетельства того, как люди могли повлиять на эту местность в прошлом. Например, вырубка лесов изменяет виды бабочек, обитающих в той или иной местности, и может привести к исчезновению некоторых видов. Таким образом, изучение бабочек помогает нам понять последствия воздействия человека на окружающую среду. На основе полученных от бабочек данных исследователи могут предложить природоохранные меры по защите определенных видов и всей окружающей среды. Так что в следующий раз, когда вы будете смотреть на бабочку, возможно, она заставит вас задуматься о здоровье окружающей среды вокруг вас.

Люди влияют на окружающую среду

Люди живут во всех регионах мира. Людям необходимо множество ресурсов, включая воду, пищу, дома, парки и технологии. Люди изменили природную среду, чтобы собрать или создать ресурсы, необходимые им для жизни. Однако иногда воздействие на окружающую среду бывает серьезным и может нанести ущерб лесам, саваннам и другим биомам. Ущерб, нанесенный окружающей среде человеком, является основной причиной того, что биоразнообразие Земли (разнообразие животных и растений) находится под угрозой [ 1 ].

Биоразнообразие связано с количеством ресурсов, доступных для человека. Животные и растения участвуют в процессах, которые обеспечивают нас водой, пищей и чистым воздухом. Например, многие животные помогают в опылении, перенося пыльцу между цветущими растениями, что позволяет этим растениям производить плоды, семена и новые растения. Люди едят фрукты, овощи и семена, полученные в результате опыления. Таким образом, воздействие человека на окружающую среду может повлиять на эти процессы и в конечном итоге навредить жизни людей.

Во всем мире исследователи изучают последствия воздействия человека на окружающую среду. Для этого они ищут биологические индикаторы - животных или растения, которые могут быстро информировать нас об изменениях в окружающей среде, давая нам подсказки о состоянии окружающей среды и воздействии человека, которое имело место в прошлом. Исследователи действуют как детективы, собирая эти биологические улики, которые могут стать отличным доказательством экологического кризиса. Многие исследователи использовали бабочек в качестве биологических индикаторов [ 2 ].

Все о бабочках

Бабочки - это насекомые, которых можно встретить практически повсюду - как в естественной среде, так и в антропогенной среде, например в городах. В настоящее время исследователям известно 18 768 видов бабочек по всему миру [2]. Распространение бабочек варьируется. Например, в лесах больше видов бабочек, чем в других средах. В лесах больше пищевых ресурсов, а также температурные и влажностные условия, способствующие развитию бабочек. Однако есть много регионов Земли, которые до сих пор не изучены. Когда эти регионы будут изучены, вполне вероятно, что будет обнаружено множество новых видов бабочек.

Жизненный цикл бабочек состоит из четырех отдельных стадий (рис. 1). Он начинается с того, что самка откладывает яйца на какое-либо растение (как правило, каждый вид питается определенной группой растений). Через несколько дней или недель из яиц вылупляются гусеницы (личинки). Питаясь растениями и сильно вырастая, каждая гусеница строит кокон, называемый куколкой. Внутри куколки начинается великое превращение. Этот процесс может длиться несколько недель в зависимости от вида. В конце концов из куколки появляется взрослая бабочка. Взрослые бабочки летают в поисках пищи, чтобы получить энергию, необходимую для изучения окружающей среды и размножения. Когда бабочки спариваются, цикл начинается снова.

Бабочек можно разделить на две группы (рис. 2): те, которые питаются в основном нектаром цветов (нектароядные бабочки), и те, которые питаются органическими веществами, такими как разлагающиеся фрукты, экскременты и сок (фруктоядные бабочки). Возможно, вы видели бабочек, сидящих на берегах рек или в лужах воды. Это происходит потому, что некоторые виды бабочек дополняют свой рацион, употребляя воду с высоким содержанием солей.

Рисунок 2 - (A-C) бабочки, питающиеся нектаром; (D-F) бабочки, питающиеся фруктами.

Расследование подсказок: Ловля бабочек

Существует несколько способов сбора бабочек для их изучения [ 3 ]. Вы когда-нибудь видели исследователей, бегающих с сачком для насекомых в руках (рис. 3A, B)? Сачок для насекомых - это лучший метод сбора бабочек, питающихся нектаром. Однако успех поимки зависит от умения исследователя, места поиска и продолжительности поиска. Чем больше практики у исследователей, тем успешнее они будут.

Рисунок 3 - Способы отлова бабочек для научных исследований: (A, B) Для сбора нектароядных видов можно использовать сачки для насекомых (фото: проф. д-р Рональдо Бастос Франсини).

Для сбора плодоядных бабочек мы обычно используем ловушки (рис. 3C, D). Внутрь ловушек мы помещаем привлекающую бабочек приманку, сделанную из смеси банана и сока сахарного тростника. Ловушки с приманкой оставляют в окружающей среде на несколько дней, и исследователи ежедневно проверяют, какие виды были пойманы. Но нужно быть осторожным, потому что ловушки могут привлечь и других животных, заинтересованных в поедании приманки, бабочек или и того, и другого. В ловушках-приманках можно встретить муравьев, пауков, ос, пчел и даже земноводных. Ловушки широко используются для мониторинга биоразнообразия, поскольку успех отлова не зависит от способностей исследователя. Таким образом, коллекции, собранные в разных местах, можно сравнивать.

В лесных условиях ловушки с приманками можно устанавливать на разной высоте. Если ловушки расположены на высоте 1-1,5 м от земли, мы ловим низколетящих бабочек. Если ловушки размещены на высоте 1-3 м под верхушками деревьев (пологом), мы ловим высоколетящих бабочек. Таким образом, мы можем узнать практически все сообщество бабочек в данном месте. Обычно исследователи используют как сачки для насекомых, так и ловушки с приманками, чтобы обнаружить как можно больше видов бабочек. Затем они могут составить местный список видов бабочек!

О чем рассказывают бабочки?

Бабочки тесно связаны с окружающей средой. Они чувствительны к изменениям климата, а также к воздействию человека. Поэтому изменения в популяциях бабочек часто отражают небольшие изменения, происходящие в окружающей среде, в том числе и те, которые наши глаза не могут легко обнаружить. Таким образом, бабочки считаются отличными биологическими индикаторами, которые могут дать нам подсказки о состоянии окружающей среды [ 4, 5 ].

Изменения в окружающей среде, такие как вырубка лесов, чтобы освободить место под фермерские хозяйства или строительство городов и других объектов, отражаются в исчезновении многих чувствительных бабочек. С другой стороны, некоторые изменения в окружающей среде могут привести к увеличению числа видов-генералистов, которые могут жить во многих типах среды и имеют разнообразный рацион. Таким образом, присутствие или отсутствие определенных видов бабочек показывает нам местные изменения, вызванные воздействием человека. Например, вы, возможно, уже заметили, что во многих городах почти не осталось бабочек. То же самое происходит и в некоторых лесах. Почему? То, что делает человек, приводит к многочисленным изменениям в окружающей среде. Например, изменения в растительности, температуре, влажности или наличии пищи могут повлиять на развитие бабочек (яиц, гусениц и взрослых особей). Исследования показали, что леса, существующие в виде фрагментированных, разрозненных участков, благоприятствуют бабочкам, устойчивым к солнечному свету и засухе, в то время как большие, хорошо связанные между собой леса, как правило, благоприятствуют видам-специалистам, предпочитающим тень и влажные условия. Недавние исследования показали, что фрагментация тропических лесов Амазонки также приводит к потере красочных видов. Так, коричневые бабочки с большими крыльями чаще встречаются в сохранившихся лесных массивах, а коричневые бабочки с маленькими крыльями - во фрагментированных лесных массивах.

Таким образом, изучение бабочек помогает нам обнаружить дисбаланс и понять чувствительность окружающей среды. Эта информация необходима для прогнозирования изменений, с которыми нам придется столкнуться, поскольку человек продолжает влиять на климат Земли. Прогнозирование будущего воздействия человека может помочь нам предложить меры по сохранению видов и окружающей среды во всем мире.

Заключение

Бабочки похожи на улики, которые используют детективы при раскрытии тайн. Они служат важным доказательством того, что происходит в окружающей среде, и помогают нам понять, как действия человека влияют на природу. Так что в следующий раз, когда вы будете смотреть на бабочку, возможно, она заставит вас задуматься о здоровье окружающей среды и о том, как ее состояние в конечном итоге влияет на благополучие человека.

Это интересно: