Как изменения погодных условий могут привести к увеличению числа инвазий насекомых

Вспышки численности насекомых-вредителей и их инвазии учащаются на африканском континенте.

В настоящее время несколько африканских стран, включая Кению, Эфиопию и Сомали, борются с одним из самых разрушительных нашествий пустынной саранчи. Это следует за недавними инвазиями кукурузной листовой совки, которые затронули более 44 африканских стран. Страны также сталкиваются с более локальными нашествиями вредителей, таких как южноамериканская томатная моль и стеблевые мотыльки кукурузы.

Многие страны страдают от нехватки продовольствия, потому что насекомые могут потреблять или уничтожать огромное количество урожая. Подсчитано, что всего пять инвазивных видов насекомых-вредителей ежегодно обходятся африканскому континенту в 1,1 миллиарда долларов США.

Потери урожая, связанные с насекомыми-вредителями, и их инвазии, по прогнозам, увеличатся по мере изменения климата. Ожидаемые изменения включают изменения температуры — во многих регионах станет теплее — и количества осадков. Насекомые процветают в более теплых температурах.

Исследования показывают, что потери урожая, связанные с насекомыми-вредителями, для кукурузы, риса и пшеницы, как ожидается, увеличатся на от 10% до 25% на каждый градус Цельсия потепления. Последствия будут огромными. Эти культуры — три самые важные культуры в мире, на которые приходится 42% потребляемых калорий.

В целом, есть два объяснения, почему инвазий насекомых станет больше: из-за того, что меняющаяся погода изменяет характеристики насекомых, и из-за того, что меняющаяся погода влияет на их пищу, естественных врагов и хищников.

Характеристики насекомых

Изменение климата вызывает изменения температуры. Это сильно влияет на насекомых, потому что они холоднокровные животные. Это означает, что их рост, развитие и жизненные циклы регулируются температурой. Следовательно, когда температура выше или ниже нормы, это напрямую влияет на их развитие, рост, размножение и, в конечном итоге, на численность и распространение популяции.

По мере повышения температуры метаболизм насекомого ускоряется. Поскольку они сжигают больше энергии, они потребляют больше пищи, развиваются быстрее и становятся крупнее, меньше страдают от смертности, быстрее размножаются и откладывают больше яиц. Конечный результат — увеличение популяций и, как следствие, больше повреждений урожая.

Изменение климата также повлияет на режим осадков. Мы уже видим это по увеличению числа засух и наводнений. Эти изменения влияют на взаимодействие между насекомыми-вредителями, растениями и их естественными врагами.

Например, есть существенные доказательства того, что стресс от засухи увеличивает количество насекомых, поедающих сельскохозяйственные растения. Существуют некоторые разногласия относительно причин этого, но гипотеза стресса растений предполагает, что эффективность насекомых увеличивается при стрессе растений, потому что уровень инвестиций растения в свои химические защитные механизмы снижается.

Изменения погоды также могут повлиять на территорию обитания насекомых.

Есть убедительные доказательства того, что ареалы распространения насекомых меняются. По мере потепления насекомые перемещаются на новые территории и осваивают новые места обитания. Они делают это, чтобы найти пищу и избежать конкуренции и естественных врагов.

Экстремальные условия, такие как засуха и наводнения, также изменяют питательную ценность растений. Столкнувшись с проблемой менее питательного растения, насекомые потребляют больше растительных тканей, чтобы получить необходимое количество питательных веществ.

Естественные враги

Изменение климата также может изменить взаимодействие насекомых-вредителей и их врагов. Это могут быть естественные хищники, такие как божьи коровки, которые поедают тлю. Они также могут быть интродуцированы для борьбы с вредителями; например, Cotesia flavipes — это насекомое, которое было интродуцировано в различных странах для борьбы со стеблевыми мотыльками.

В идеальном мире естественные враги должны быть многочисленны, когда сельскохозяйственные растения находятся под давлением насекомых-вредителей. Но способность естественных врагов находить насекомых-вредителей зависит от их способности переносить меняющиеся погодные условия и от того, насколько хорошо они могут перемещаться.

И когда они находят насекомых-вредителей, важны другие факторы, например, размер насекомого-хозяина. Например, паразитоиды (насекомые, личинки которых живут как паразиты и в конечном итоге убивают своих хозяев) развиваются внутри хозяина. Если насекомое-хозяин слишком мало, личинкам не хватит пищи для роста и вылупления. Это может определять, останутся ли они, чтобы защищать растения от вредителей.

Это некоторые из ключевых выводов о влиянии изменения климата на насекомых. Однако предстоит еще многое открыть.

Необходимо провести дополнительные исследования, чтобы четко понять, как изменение климата прямо и косвенно влияет на насекомых, чтобы помочь нам прогнозировать, какие инвазии могут произойти и где.