ДНК-анализ вскрыл истинные масштабы потерь насекомых от земледелия

Давно признанный факт негативного влияния сельского хозяйства на биоразнообразие насекомых получил новое, более тревожное подтверждение. Утрата кормовых растений, частые покосы и широкое применение пестицидов лишают многие виды привычной среды обитания, однако истинные масштабы этой проблемы, как выясняется, были недооценены.

Исследовательская группа из Университета Юлиуса Максимилиана в Вюрцбурге (JMU), применив инновационные аналитические подходы, обнаружила, что воздействие сельскохозяйственной деятельности на разнообразие насекомых оказывается значительно более разрушительным, чем предполагалось ранее. Эти выводы основаны на тщательном анализе образцов насекомых, принадлежащих к четыремстам семействам и собранных в разнообразных средах обитания на территории Баварии.

Работу возглавил профессор Йорг Мюллер, заведующий кафедрой природоохранной биологии и лесной экологии JMU. Результаты этого значимого исследования опубликованы в научном журнале Proceedings of the Royal Society B.

Ученые производили сбор образцов с помощью специальных ловушек для насекомых как на сельскохозяйственных угодьях, так и в почти нетронутых природных зонах. Генетический материал пойманных особей изучался посредством метода DNA metabarcoding, позволяющего оперативно идентифицировать все виды, присутствующие в конкретном образце. Для последующего анализа исследователи задействовали специально разработанные статистические инструменты, оптимизированные под уникальные характеристики данных, полученных путем метабаркодинга, что обеспечило повышенную точность результатов.

Одним из неожиданных открытий стало то, что в сельскохозяйственных районах была выявлена более высокая доля фактически присутствующих видов по сравнению с более разнообразными, близкими к естественным, средами обитания. Иными словами, отбор проб на обрабатываемых землях оказался более полным. После внесения поправок на эти различия в полноте выборки, исследователи констатировали сокращение общего видового разнообразия насекомых в аграрных ландшафтах, достигающее 44 процентов.

Однако это не все тревожные новости. Впервые благодаря новым методам удалось зафиксировать потерю почти 30 процентов эволюционного разнообразия – то есть, спектра эволюционных взаимосвязей между видами. Это наблюдение позволяет предположить, что предыдущие исследования, вероятно, существенно недооценивали степень воздействия сельского хозяйства на многообразие насекомых. Такая недооценка объясняется двумя ключевыми причинами. Во-первых, более высокая полнота отбора проб в сообществах насекомых на обрабатываемых землях приводила к тому, что различия казались менее значительными, чем они есть на самом деле. Во-вторых, до настоящего времени было доступно крайне мало данных о филогенетическом, или эволюционном, разнообразии в подобных масштабах. Новый метод позволяет систематически учитывать это часто упускаемое из виду измерение биоразнообразия, которое также демонстрирует значительные потери.

Ведущий автор исследования, доктор Марейке Кортманн, поясняет, что эта работа подчеркивает острую необходимость внедрения практик землепользования, учитывающих сохранение биоразнообразия. Она также указывает, что продолжающееся сокращение разнообразия насекомых способно повлечь за собой далеко идущие негативные последствия для здоровья и стабильности экосистем. Одновременно разработанный метод предоставляет новый, ориентированный на практику инструмент для более эффективного мониторинга экологических изменений в сложных сообществах насекомых.