Повышенный CO₂ вредит почвенным насекомым: эксперимент с навозными жуками
Насекомые, составляющие более 75% животных на Земле, — ключевые поставщики экосистемных услуг, таких как опыление и переработка отходов. Однако их численность сокращается. Среди возможных причин называют световое загрязнение, пестициды, потерю мест обитания и изменение климата, но эти факторы действуют локально.
Повышенное содержание атмосферного углекислого газа (eCO₂) — явление глобальное. Оно затрагивает всю биосферу, включая почву, где более половины известных видов насекомых проводят значительную часть жизненного цикла.
Для дышащих воздухом животных рост CO₂ в атмосфере незначителен (например, уровень CO₂ в легких человека в 100 раз выше). Однако для почвенных микроорганизмов eCO₂ стимулирует рост биомассы, что позволяет им потреблять больше органики и конкурировать с другими организмами за кислород.
Новое исследование использовало навозных жуков как модельный организм («канарейку в шахте») для проверки влияния eCO₂ на почвенных насекомых. Жуки, выращенные в условиях eCO₂, выходили из куколки позже, были мельче и имели меньшие шансы достичь взрослой стадии. Этот эффект eCO₂ добавляется к растущему списку проблем, вызванных выбросами от человеческой деятельности.
Почвенные обитатели и эксперимент
Навозные жуки — типичные почвенные обитатели. Их личинки развиваются внутри «растительного шара» из навоза, питаясь его внутренними стенками. В переваривании жестких растительных остатков (содержащих лигнин и целлюлозу), вероятно, помогают микробы — как в кишечнике личинки, так и на стенках шара. eCO₂ может нарушать эти симбиотические отношения, стимулируя рост нежелательных микроорганизмов или меняя физические условия внутри шара.
В эксперименте жуков выращивали в климатических камерах с разным уровнем CO₂:
- Допромышленный уровень: 250 ppm
- Текущий уровень: 400 ppm
- Прогноз на 2050 год: 600 ppm
- Прогноз на 2070 год: 800 ppm
Результаты: Даже при текущем уровне eCO₂ (400 ppm) размер жуков уменьшился, а развитие замедлилось по сравнению с «допромышленными» условиями. Это указывает, что почвенные насекомые уже испытывают нагрузку.
В шарах, где развивались жуки, под воздействием eCO₂ повысился pH (увеличилась щелочность). В наиболее экстремальных условиях (800 ppm) концентрация CO₂ внутри шара была в 10 раз выше атмосферной.
Поскольку многие насекомые во влажных ходах или галлах могут переносить уровень CO₂ в 100 раз выше, авторы предполагают, что агентами изменений выступают микроорганизмы в почве или навозе.
Вывод: Человечество ежегодно добавляет в атмосферу более 35 миллиардов тонн CO₂, что стимулирует микробную активность в почве. Это, вероятно, приводит к конкуренции за пищу и кислород с развивающимися насекомыми и изменяет их подземную среду обитания. Следующий шаг — изучение роли микробов. Однако уже ясно, что лучшая политика — как можно скорее сократить выбросы CO₂, чтобы защитить не только себя, но и «маленьких существ, которые управляют нашим миром».