Дубы используют тактику задержки, чтобы отпугнуть голодных гусениц

Фото из открытых источников

Если гусеницы съели много листьев дуба в одном году, то следующей весной почки распускаются на три дня позже. Эта задержка означает, что у гусениц нет пищи, когда они вылупляются, и поэтому многие погибают, в результате чего количество съеденных листьев уменьшается вдвое.

Весной более длинные и теплые дни заставляют деревья снова начать расти, раскрывая почки и выпуская молодые листья. Многие виды подстраивают свой жизненный цикл под это, поэтому некоторые гусеницы, например, вылупляются, когда листья еще новые и мягкие, чтобы сразу начать питаться.

Теперь Сумен Мэллик из Вюрцбургского университета в Германии и его коллеги обнаружили, что у дубов есть способ противостоять этому. Они проанализировали состояние крон деревьев на изображениях, полученных с радиолокационных спутников Sentinel-1, на территории площадью 2400 квадратных километров в северной Баварии Германии в период с 2017 по 2021 год. Результаты исследования были опубликованы в Nature Ecology & Evolution.

В лесах этого региона преобладают два вида дуба: черешчатый дуб (Quercus robur) и скальный дуб (Quercus petraea). Каждый пиксель на спутниковых снимках показывал площадь 10 на 10 метров — примерно размер кроны одного дерева — и команда проанализировала в общей сложности 27 500 пикселей.

В 2019 году произошла массовая вспышка численности непарного шелкопряда (Lymantria dispar), волосатые гусеницы которого питаются листьями деревьев, причиняя значительный ущерб при их обилии.

Спутниковые данные показали, какие деревья были лишены листьев и как они отреагировали на это. Если дуб был сильно поражен гусеницами, то следующей весной его листья появлялись на три дня позже, чем у деревьев, которые не были сильно повреждены.

Эта задержка сократила ущерб, причиненный питанием гусениц, на 55 процентов по сравнению с предыдущим годом. Это происходит потому, что гусеницы все равно вылупляются в то же время, но они оказываются в пустом пространстве, а не на пиру молодых листьев, что приводит к гибели многих из них, говорит Мэллик.

У дубов также есть другие защитные механизмы, в том числе более жесткие листья, которые можно пережевывать, или ароматические соединения, которые могут привлекать других организмов, охотящихся на гусениц. «Задержка раскрытия почек, по-видимому, более эффективна, чем все эти другие защитные механизмы», — говорит Мэллик, который считает, что другие лиственные растения тоже могут использовать этот механизм.

«Это вполне правдоподобно», — говорит Джеймс Кэхилл из Университета Альберты в Канаде, но он отмечает, что задержка появления почек после вспышки численности гусениц — это корреляция, и доказательств причинно-следственной связи пока нет. Задержка может быть вызвана снижением жизнеспособности растений в результате опадания листьев, говорит он, но данные по нескольким вспышкам помогли бы разобраться в происходящем. «Это, безусловно, заслуживает дополнительных исследований».

Мэллик говорит, что задержка может быть объяснена физиологическими ограничениями, такими как истощение ресурсов, но поскольку она наблюдалась в десятках популяций деревьев и была наиболее выражена в лесах, где задержка наиболее эффективно снижала поедание растений травоядными животными, он считает, что это не просто физиологическая реакция отдельных деревьев, а адаптация.

«Механизмы интригуют и являются ключевым аспектом, требующим дальнейших исследований», — говорит Джеймс Бланде из Университета Восточной Финляндии.

Леса иногда зеленеют позже весной, чем предсказывают компьютерные модели на основе температуры, особенно по мере потепления климата, и это исследование объясняет, почему, говорит Мэллик. «Очень важно понимать, что растения реагируют не только на изменение климата, — говорит Кэхилл».