Размер бумажных ос больше в местах обитания, расположенных ближе к экватору

Исследование корреляции между экологическими переменными, такими как широта и размер тела у бумажных ос (род Polistes), проведенное группой бразильских исследователей, пришло к выводу, что чем ближе место обитания вида к экватору, тем больше размер его тела. Род широко распространен по всему миру и служит моделью для социобиологических и экологических исследований.

Статья об исследовании опубликована в Biological Journal of the Linnean Society . Результаты опровергают теорию девятнадцатого века, которая предсказывает для этих насекомых больший размер тела в более высоких широтах или в более холодных регионах планеты.

«Если вы изучите коллекции ос по всему миру, вы заметите, что размер тела значительно различается у разных видов. Мы проанализировали множество образцов из репрезентативного числа видов и пришли к выводу, что широта является ключевым фактором, определяющим эти различия», — сказал Андре Родригес де Соуза из Университета Сан-Паулу (FFCLRP-USP).

Исследователи обнаружили, что виды, живущие в более теплых, менее сезонных местообитаниях ближе к экватору, как правило, крупнее видов, живущих в более высоких широтах, где температуры ниже. Это противоположно тому, что предсказывает правило Бергмана.

Названное в честь немецкого биолога Карла Бергмана, который предложил его в 1847 году, правило гласит, что виды с более крупными размерами тела встречаются в высоких широтах или в холодных условиях. Большое тело является преимуществом для выживания в холодной среде обитания: с меньшей площадью поверхности по отношению к объему они излучают меньше тепла и могут поддерживать стабильную температуру тела.

В статье приводятся доводы в пользу обратного правила Бергмана, теории двадцатого века, предложенной учеными, которые заметили, что многие эктотермные организмы, населяющие более теплые регионы, как правило, имеют более крупные размеры тела, чем те, что обитают в более холодных местах обитания. Эктотермные организмы в первую очередь полагаются на внешнюю среду для регулирования температуры тела.

«Возможное объяснение обратного правила Бергмана в этом случае заключается в том, что в высоких широтах и в более сезонных условиях с низкими температурами период добычи пищи у ос очень короткий, и в результате они становятся более мелкими взрослыми особями. Особи, которые развиваются быстрее, имеют преимущество, но за счет меньшего размера тела», — сказал Соуза.

В умеренных регионах благоприятный сезон для ос длится три-четыре месяца, тогда как в тропиках он длится около девяти месяцев, что дает больше времени их потомству на поиски пищи и рост.

Исследователи проанализировали 429 хорошо сохранившихся взрослых ос Polistes, принадлежащих к видам, которые встречаются по всей Америке от Канады до Аргентины. Образцы были отправлены в Бразилию из музейных коллекций в разных странах или проанализированы в учреждениях, хранящих коллекции за рубежом.

Всего 37 видов были представлены самками, а 28 также самцами; два были представлены только самцами, что дало в общей сложности 39 исследованных видов. Анализ включал использование статистических инструментов, показывающих прямую корреляцию между широтой и размером тела.

Виды Polistes, обитающие в Америке, были выбраны потому, что филогения этой группы на континенте хорошо изучена: все виды происходят от одного предка, что, как известно, не встречается в других регионах планеты.

Более того, разнообразие рода наиболее велико в Америке, около 90 видов. Поэтому выборка была сочтена достаточной для подтверждения теории о том, что на размер тела существенно влияют условия окружающей среды.

Предыдущее исследование Соузы и других сотрудников показало, что регулирование температуры тела у бумажных ос не является основным фактором, определяющим размер тела, как предсказывает правило Бергмана. Авторы приходят к выводу, что более темные насекомые имеют преимущество в более холодной среде, поскольку они могут нагреваться быстрее, чем более светлые.

«Подобные исследования вносят вклад в более широкую картину эволюции бумажных ос, помогая нам лучше понять их разнообразие в тропических регионах и подчеркивая важность сохранения их среды обитания», — сказал Соуза.

Кроме того, добавил он, исследования подчеркивают важность сохранения энтомологических коллекций, которые предоставляют материал для продолжающихся исследований многочисленных видов бумажных ос и взаимоотношений между ними.