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bc研究人员发现,气候变化威胁着蝴蝶收集花粉的能力

蝴蝶是众多昆虫传粉者中不可或缺的一部分,气温上升导致蝴蝶数量减少,可能会对农业产生严重影响
菜粉蝶蝴蝶
一只卷心菜白蝴蝶停在一朵花上。这种蝴蝶原产于地中海,是重要的传粉者,也是世界上最常见的蝴蝶之一。

20世纪70年代初,气象学家爱德华·洛伦兹将蝴蝶的飞行作为混沌理论的隐喻核心——提出了这样一个问题:仅仅是蝴蝶翅膀的扇动就能影响几天后龙卷风的路径吗?

这一现象被称为蝴蝶效应,现在被用来描述即使是最小的扰动也可能导致遥远世界的剧烈后果。

现在,一群不列颠哥伦比亚省的科学家发现,日益不稳定的全球气候正在对这种小昆虫造成不利影响。

发表在《生态昆虫学》杂志上研究英属哥伦比亚大学(UBC)的一项研究发现,地球越暖和,蝴蝶就会变得越小、越嗜睡。

“我们的预测是,随着气温升高,我们实际上应该会看到全球昆虫的体型变小,就像世界各地一样。我们看到了吗?这真是一个大问题,”英属哥伦比亚大学植物学和动物学助理教授、该研究的大四学生米歇尔·曾(Michelle Tseng)说。

“世界上有1000万种昆虫。所以我们只是一次一点点地研究,试图把碎片拼在一起。”

其中一些已经进入了人们的视野,过去的研究表明,在变暖的条件下,从大黄蜂、飞蛾到一些黄蜂,一系列物种都在萎缩。

就曾而言,她已经用历史博物馆的藏品来证明气候变化是罪魁祸首甲虫收缩大部分的影响是由于温度的变化。

自工业革命以来,人类向大气中释放了大量温室气体,使全球平均气温上升了1.1摄氏度多一点。

然而,在北纬地区,自1979年以来,加拿大、俄罗斯和挪威等国家的社区温度上升了约3摄氏度:快四倍科学家们发现,比地球上其他地方在同一时期都要多。

气候变化和传粉者栖息地的丧失共同促使一些人发出警告,昆虫的启示.”

在今年早些时候的一项全球研究中,一组英国科学家分析了近2万种昆虫的75万份记录。他们发现,在世界的某些地区,气候变化和集约化农业是造成这种情况的原因重塑昆虫世界在一些地方,昆虫的数量已经减少了一半。

如何使用蝴蝶背包

为了测量温度对昆虫发育的影响,UBC大学的研究人员在实验室里培育了不同大小的蝴蝶。

在30摄氏度(曾说这类似于持续的热浪)下生长的植物,被发现比在18摄氏度(公元前的历史平均夏季条件)下生长的植物小11%

他们发现温度越高,蝴蝶越小。超过32摄氏度,蝴蝶就会死亡。

接下来,研究人员观察了体型较小的蝴蝶在飞行中的表现。但由于大流行期间供应链紧张,很难获得进行实验的材料。

因此,曾和她的研究生Erez Büyükyilmaz用珠宝线和无毒胶水制作了一个“蝴蝶背包”。然后,他们将蝴蝶连接到一个被称为飞行磨的专门工具上。这台看起来像旋转的机器就像一个微型倒置风车,用来测量蝴蝶飞行的距离和速度。

“昆虫真的很适合这种类型的实验,因为你可以把它们放在冰箱里冷却,然后它们就会进入睡眠状态,”Tseng说。

根据它们的飞行速度,实验室培育的小蝴蝶比大蝴蝶飞得远85%,速度慢5%。

Tseng说,这些都不是特别令人惊讶的,因为过去的研究表明,温度的升高会导致迁移的黑脉金斑蝶飞行距离的缩短。

但仍有许多问题,其中最主要的问题是实验室实验能否延续到自然界中。

一个被花粉绑住的传粉者?

2021年夏天,Tseng和Büyükyilmaz出发在大学周围和温哥华西部部分地区收集野生标本。最后,他们吸引了100只卷心菜白蝴蝶,这种蝴蝶原产于地中海,但现在分布在地球的大部分地区。

Tseng说:“非常有趣的是,我们在实验室中看到的大小范围与我们在自然界中发现的完全相同。”

研究发现,野生捕捉的小蝴蝶脸上收集的花粉比大蝴蝶少15%,这一发现可能会在整个农业领域引起反响,并最终出现在你的杂货店货架上。

换句话说,天气越热,蝴蝶越小;蝴蝶越小,它们访问的植物就越少。

“我们是否会看到植物因为缺乏花粉而产生更少的种子和果实?这是一种可能。”

对农业来说,后果可能是毁灭性的。这位研究人员说,世界上大约75%的作物都是由昆虫授粉的。

世界上的蝴蝶和蜜蜂对各种水果作物、可可豆、坚果和牛油果尤其重要。

过去的研究这表明传粉者的减少可能导致高收入国家的作物产量下降至少5%,尽管一些人猜测可能已经如此攀升至10%

在公元前,大多数水果作物是由蜜蜂授粉的,它们面临着自己的一套气候变化的威胁.但是Tseng说,增加果园或蓝莓田周围蜜蜂的数量永远无法弥补自然传粉者的巨大数量。

“不同的昆虫实际上喜欢在不同的时间工作,”她说,“例如,蜜蜂真的不喜欢下雨或潮湿的天气,但其他蜜蜂并不介意。”

Tseng补充说:“蝴蝶可能不是携带最多花粉的昆虫,但你肯定不想失去你的农田中传粉者的多样性。”

研究人员很快表示,这项研究并不能最终确定蝴蝶在变暖的条件下注定会变小。相反,她说,它应该为农民和任何拥有后院或社区花园的人敲响警钟。

她说:“也许这意味着我们可能需要订购另一群蜜蜂,或者这意味着我们需要种植更多对传粉者友好的植物——不仅仅是在农业地区,也像在城市花园那样,让我们依赖的这些小昆虫的生活更容易一些。”

什么样的花最好取决于你在不列颠哥伦比亚省的位置,曾建议向当地的园艺中心询问抗旱的本地品种,可以作为当地传粉者的休息站。

“昆虫在许多不同的生态系统中都非常重要,”她说。“他们是大自然中默默无闻的英雄。”

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