Результаты исследования, финансируемого грантом Российского научного фонда (РНФ), были опубликованы в журнале Chaos, Solitons and Fractals.
Численность насекомых-вредителей в лесах варьируется из года в год и подвержена влиянию различных факторов, таких как количество хищников, климатические условия и наличие пищи. Наибольшую угрозу представляют так называемые «вспышечные» виды, популяции которых могут резко возрастать — от нескольких особей до десятков тысяч на одно растение, например, дерево.
При этом остаётся неясным, почему одни насекомые способны столь быстро увеличивать свою численность и вызывать массовую гибель деревьев, в то время как другие этого не делают. Чтобы разобраться в этом вопросе, экологи с помощью математического моделирования пытаются выявить общие характеристики «вспышечных» видов, влияющие на их численность в различных условиях обитания.
Сотрудники Центра по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН (Москва) и Института систематики и экологии животных СО РАН (Новосибирск) провели исследование 15 видов насекомых-вредителей, которые обитают в лесах России, Европы и Северной Америки и наносят вред как лиственным, так и хвойным деревьям. Среди них оказались сибирский и непарный шелкопряды, шелкопряд-монашенка, сосновая пяденица, лиственничная серая и зелёная дубовая листовёртки, а также иные распространённые виды.
Гусеница непарного шелкопряда. Фото: пресс-служба РНФ.
В своей работе биологи опирались на литературные источники и результаты многолетних собственных наблюдений. Это позволило авторам проследить изменения в численности насекомых на протяжении периодов от 14 до 120 лет. Разная продолжительность наблюдений объясняется тем, что для различных видов доступные данные варьировались. Например, история популяции лиственничной серой листовертки, обитающей в Швейцарии, охватывает период с 1858 по 1978 год (120 лет), в то время как одна из популяций непарного шелкопряда в Московской области изучалась лишь с 1950 по 1964 год (14 лет).
В результате работы биологов было разработано простое уравнение — авторегрессионная модель. Она с точностью до 90 % описывает изменения численности «вспышечных» видов насекомых, охватывая период от разрежённой популяции до её пикового состояния. Для всех исследованных «вспышечных» видов, таких как сибирский и непарный шелкопряды, сосновая пяденица, серая лиственничная листовёртка и другие, параметры данного уравнения, отражающие регулирование численности насекомых, оказались схожими. При этом коэффициент устойчивости таких популяций был очень низким, что объясняет значительные колебания в их численности. Напротив, у видов, не подверженных всплескам размножения, этот параметр был высоким, что предопределяет их стабильно низкую численность.
“Нам удалось понять, почему существуют „вспышечные“ виды, и узнать, как „тихий“, незаметный вид может превратиться во врага растений. За последние десятилетия такие случаи неоднократно описаны. С помощью предложенной модели можно будет искать среди миллионов видов насекомых те виды, которые представляют потенциальную опасность, и отслеживать динамику их численности”, - рассказывает участник проекта, поддержанного грантом РНФ, Владислав Суховольский, доктор биологических наук, профессор, сотрудник ЦЭПЛ РАН.
Пресс-служба РНФ.
Источник: Российская академия наук.
На фото - лес, поражённый непарным шелкопрядом. Фото: пресс-служба РНФ.
