Как люди помогли распространению капустной белянки по всему миру
Гусеница неприметной маленькой белой бабочки, малой капустной белянки (Pieris rapae), является одним из самых инвазивных вредителей сельскохозяйственных культур в мире. Новое исследование, опубликованное 10 сентября 2019 года в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), показывает, как люди способствовали её распространению на протяжении тысяч лет.
Роль человека в успехе вредителя
Исследование, проведённое консорциумом учёных из восьми учреждений под руководством Шона Райана, демонстрирует:
- Успех капустной белянки — прямое следствие человеческой деятельности.
- Торговля и миграция людей помогли непреднамеренно распространить вредителя за пределы его естественного ареала.
- Одомашнивание и выращивание кормовых культур семейства капустных (Brassicaceae), таких как капуста, рапс, бок-чой и репа, обеспечило гусениц необходимой пищей для процветания.
Генетическое исследование с помощью гражданской науки
Чтобы выяснить пути и время инвазий, команда обратилась к общественности через социальные сети. Более 150 волонтёров-гражданских учёных из 32 стран поймали и прислали для генетического анализа более 3000 бабочек, охватив почти весь их естественный и инвазивный ареал (293 локации).
Пути распространения по миру
Анализ ДНК образцов выявил историю распространения:
- Происхождение: Вид, вероятно, возник в Восточной Европе.
- Распространение в Азию: Популяция расширилась в Азию и Сибирь с ростом торговли по Шёлковому пути.
- Завоевание мира: Дальнейшее распространение по миру
коррелирует с человеческими маршрутами:
- Из Европы в Северную Америку на парусных судах.
- Из Северной Америки (Сан-Франциско, Калифорния) в Новую Зеландию.
- Внутри Северной Америки — популяция в центральной Калифорнии генетически уникальна и, вероятно, образовалась от нескольких особей, «проехавших» на поезде («железных конях») с востока США во второй половине XIX века.
Несмотря на значительную потерю генетического разнообразия при каждой новой инвазии, все они были успешными, что объясняет нынешнее обилие этого вредителя.
Значение подхода гражданской науки
Проект (Pieris Project) демонстрирует силу гражданской науки в сборе образцов для исследований, требующих большого географического охвата. Такой подход позволяет:
- Получать данные, записанные в ДНК каждой особи.
- Агрегировать эту информацию для реконструкции коллективного прошлого вида.
- Открывать новые научные горизонты в биологии инвазий, экологии и эволюционной биологии.
- Совершенствовать методы управления сельскохозяйственными культурами и контроля за инвазивными видами.