Температура меняет популяционную динамику вредителей растений
Изменения, вызванные температурой, влияют на характер вспышек размножения чайной листовёртки и могут объяснить, как температура определяет, появляются ли насекомые едиными когортами или непрерывно. Эти выводы важны для борьбы с вредителями и для понимания того, как изменение климата может повлиять на заражения.
«Хотя влияние температуры на жизненные признаки на уровне особи хорошо изучено, её воздействие на динамику на уровне популяции, такую как циклы или частота вспышек, менее понятно», — сообщают исследователи в Science Express. Сейчас температура используется для прогнозирования количества поколений в год и сроков различных стадий жизни насекомых, что критически важно для планирования мер борьбы.
«У нас были отличные данные по температуре и количеству когорт за сезон, но не было чёткого понимания разницы между дискретным и непрерывным размножением», — сказал Оттар Н. Бьёрнстад. Понимание сроков появления поколений важно, потому что инсектициды обычно эффективны только на одной или двух стадиях жизни этих вредителей.
Исследователи изучили более 50 лет данных по чайной листовёртке и разработали независимую математическую модель популяции, которая может предсказывать динамику как при постоянной, так и при сезонно меняющейся температуре.
Исследователи использовали долгосрочные данные по динамике популяции чайной листовёртки за 51 год, охватывающие более 200 вспышек. Данные собирались каждые пять дней на чайной плантации в Кагосиме, Япония.
Этот вид насекомых зимует в состоянии покоя и появляется весной, когда температура достигает определённого уровня. Поскольку первое поколение запускается этим повышением температуры, насекомые появляются все одновременно.
Чайная листовёртка начинает именно так, но исследователи обнаружили, что десинхронизация не происходит. В течение тёплого сезона вспышки становятся всё более синхронными и отчётливыми друг от друга.
«При высоких температурах скорость размножения и развития чайной листовёртки высока. Популяция растёт очень быстро и становится нестабильной. Выше определённой температуры численность популяции превышает ёмкость среды, и популяция резко сокращается. Через некоторое время приходит следующее поколение», — пояснил Бьёрнстад.
Для лучшего понимания влияния температуры исследователи разработали математическую модель популяции, основанную на жизненном цикле насекомого и влиянии температуры на отдельные стадии.
«Модель реалистична, полностью проработана и параметризована независимо от полевых данных», — сказал Уильям А. Нельсон. Модель основана на лабораторных данных и полностью независима от японского набора данных.
«Мы впервые чётко продемонстрировали, что температура сама по себе способна дестабилизировать динамику этого вредителя, вызывая большие циклы в численности насекомого», — сказал Бьёрнстад.
Исследователи полагают, что эти механизмы имеют значение для возможных последствий глобального потепления. Циклы заражений могут стать более резкими и более частыми.