Листогризні Lepidoptera (Insecta) у листяних лісах України за останні 70 років
Анотація
Зміна клімату призводить до ослаблення лісів і збільшення їхньої сприйнятливості до пошкодження комахами. Водночас комахи в нових умовах клімату пришвидшують розвиток, змінюють кількість поколінь, поведінку, місця зимівлі, а також частоту й інтенсивність спалахів масового розмноження. Такі зміни потрібно детально вивчати, щоб оцінити тенденції та загрози лісам з боку комах. Метою цього дослідження було оцінити представництво у листяних лісах листогризних лускокрилих комах різних груп за розміром, способом життя, кількістю поколінь (вольтинізмом), трофічними зв’язками, спроможністю утворювати осередки масового розмноження в різні періоди впродовж останніх 70 років.
Для аналізу використано перелік 118 видів лускокрилих листогризних комах листяних лісів, складений за архівними даними 1940-1975 рр. та матеріалами власних польових досліджень, здійснених від 1975 р. донині в лісах України. Ми мали намір перевірити декілька гіпотез стосовно тенденцій, що виявлені в комплексі листогризних лускокрилих за цей інтервал часу. Перша полягала в тому, що у міру потепління збільшується частка видів невеликого розміру (з розмахом крил до 20 мм). Друга гіпотеза полягала в тому, що в нових умовах більша кількість видів комах веде потаємний і напівпотаємний способи життя (розвиваються в мінах, згорнутих або сплетених павутиною листках та інших укриттях). Також припускали, що в умовах зміни клімату посилиться загроза насадженням від мультивольтинних видів, гусениці яких пошкоджують листя впродовж усього сезону (третя гіпотеза). Четверта гіпотеза полягала у збільшенні кількості видів, спроможних до живлення на широкому асортименті кормових рослин (комах-поліфагів), а п’ята – у збільшенні частки видів комах, що неспроможні формувати осередки масового розмноження (індиферентних). Для кожного з розглянутих видів визначено всі названі параметри та співвідношення кількості видів кожної категорії для часових інтервалів 1940-1950 рр., 1960-1970 рр., 1980-1990 рр. та 2010-2020 роки. Розподіл видів за розміром, спроможністю до утворення додаткових поколінь, за способом життя, за особливостями живлення та спроможністю до утворення осередків масового розмноження у відповідні періоди часу порівнювали за допомогою критерію χ2. За результатами аналізу встановлено, що серед лускокрилих листогризних комах листяних лісів України за останні 70 років зросла частка індиферентних видів (неспроможних до масового розмноження), видів малого розміру (з розмахом крил до 20 мм), з потаємним (мінери листя) та напівпотаємним (наприклад, листовійки) способами життя. Всі виявлені тенденції найочевидніше проявилися під час порівняння періоду 1940-1950 рр. і наступних періодів. Гіпотези щодо зниження частки видів, які розвиваються завжди лише в одному поколінні, та видів, що живляться на рослинах одного роду, статистично не підтвердилися. Отже, зважаючи на специфічну реакцію комах на однакову зміну клімату, важко уявити, як зміняться співвідношення окремих видів комах в угрупованнях та їхня роль у лісовій екосистемі після зміни клімату.
Посилання
2. Исаев А. С., Пальникова Е. Н., Суховольский В. Г., Тарасова О. В. (2015). Динамика популяций лесных наскомых-филлофагов: модели и прогноз. Москва: КМК. 268 с. [Isaev, A. S., Palnikova, E. N., Sukhovolsky V. G., & Tarasova O. V. (2015). Dynamics of populations of forest insects-phyllophages: models and prognosis. Moscow, KMK. ISBN 978-5-9907157-6-9] (in Russian)
3. Мєшкова В. Л. (2002). Історія і географія масових розмножень комах-хвоєлистогризів. Харків: Майдан. 124 с. [Meshkova, V. L. (2002). History and geography of foliage-browsing insect pests’ outbreaks. Kharkiv: Majdan. ISBN 966-7903-63-X] (in Ukrainian)
4. Мешкова В. Л. (2009). Сезонное развитие хвоелистогрызущих насекомых. Харьков: Новое слово. 396 с. [Meshkova, V. L. (2009). Seasonal development of foliage browsing insects. Kharkiv: Novoe slovo. ISBN 978-966-2046-69-4] (in Russian)
5. Мешкова В. Л. (2019). Усыхание сосновых лесов Украины с участием короедов: причины и тенденции. Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии, 228, 312-335 [Meshkova, V. L. (2019). Decline of pine forest in Ukraine with contribution from bark beetles: causes and trends. Proceedings St. Petersburg Forestry Academy, 228, 312-335. https://doi.org/10.21266/2079-4304.2019.228.312-335] (in Russian)
6. Соколова І. М., Швиденко І. М., Кардаш Є. С. (2020). Поширеність гризучих комах-філофагів у листяних насадженнях м. Харкова. Український ентомологічний журнал, 1-2 (18), 61-69 [Sokolova, I. N., Shvydenko, I. N., & Kardash, E. S. (2020). The prevalence of gnawing phyllophagous insects in the deciduous stands of Kharkiv city. Ukrainian Entomological Journal, 1-2(18), 61-69. https://doi.org/10.15421/282009] (in Ukrainian)
7. Bălăcenoiu, F., Buzatu, A., Dragoș, T., Alexandru, A., & Nețoiu, C. (2020). Occurrence of invasive insects on woody plants in the main green areas from Bucharest city. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca, 48(3), 1649-1666. https://doi.org/10.15835/nbha48311903
8. Branco, M., Nunes, P., Roques, A., Fernandes, M. R., Orazio, C., & Jactel, H. (2019). Urban trees facilitate the establishment of non-native forest insects. NeoBiota, 52, 25-46. https://doi.org/10.3897/neobiota.52.36358
9. Brown, B. V. (2018). After “the call”: a review of urban insect ecology trends from 2000–2017. Zoosymposia, 12(1), 4-17. http://dx.doi.org/10.11646/zoosymposia.12.1.3
10. Chown, S. L., & Nicolson, S. W. (2004). Insect physiological ecology. Mechanisms and patterns. Oxford: Oxford University Press. ISBN 0 19 851548 0 (Hbk)
11. Frank, S. D., & Just, M. G. (2020). Can Cities Activate Sleeper Species and Predict Future Forest Pests? A Case Study of Scale Insects. Insects, 11(3), 142-150. https://doi.org/10.3390/insects11030142
12. Gilman, S.E., Urban, M.C., Tewksbury, J., Gilchrist, G.W., & Holt, R.D. (2010). A framework for community interactions under climate change. Trends in Ecology & Evolution, 25 (6), 325–331. https://doi.org/10.1016/j.tree.2010.03.002
13. Halsch, C. A., Shapiro, A. M., Fordyce, J. A., Nice, C. C., Thorne, J. H., Waetjen, D. P., & Forister, M. L. (2021). Insects and recent climate change. Proceedings of the National Academy of Sciences, 118(2), e2002543117. https://doi.org/10.1073/pnas.2002543117
14. Hammer, O., Harper, D. A. T., & Ryan, P. D. (2001). PAST: paleontological statistics software package for education and data analysis. Palaeont ologia Electronica, 4, 1-9. http://palaeo-electronica.org/2001_1/past/issue1_01.htm
15. Invasive stink bugs and related species (Pentatomoidea): Biology, higher systematics, semiochemistry, and management (2017); ed. J.E. McPherson. Boca Raton: CRC Press
16. Jactel, H., Koricheva, J., & Castagneyrol, B. (2019). Responses of forest insect pests to climate change: not so simple. Current opinion in insect science, 35, 103-108. https://doi.org/10.1016/j.cois.2019.07.010
17. Kardash, Ye. S., & Sokolova, I. M. (2020). Structure of phyllophagous insects' complexes in deciduous stands of Kharkiv city. Biodiversity, ecology and experimental biology, 22(1), 68-81. https://doi.org/10.34142/2708-5848.2020.22.1.07
18. Karsholt O., & Nieukerken E. J. (2013). Lepidoptera, Moths. Fauna Europaea version 2017.06, https://fauna-eu.org [Accessed 20 February 2021].
19. Kirichenko, N., Augustin, S., & Kenis, M. (2019). Invasive leafminers on woody plants: a global review of pathways, impact and management. Journal of Pest Science, 92, 93-106. https://doi.org/10.1007/s10340-018-1009-6
20. Knell, R. J., & Thackeray, S. J. (2016). Voltinism and resilience to climate-induced phenological mismatch. Climatic Change, 137(3), 525-539. https://doi.org/10.1007/s10584-016-1691-4
21. Kollár, J. (2014). Alien pest species on woody plants in urban conditions of Slovakia. Plants in Urban Areas and Landscape, 71-74. https://doi.org/10.15414/2014.9788055212623.
22. Pöyry, J., Leinonen, R., Söderman, G., Nieminen, M., Heikkinen, R. K., & Carter, T. R. (2011) Climate-induced increase of moth multivoltinism in boreal regions. Global Ecology and Biogeography, 20, 289-298. https://doi.org/10.1111/j.1466-8238.2010.00597.x
23. Robinet, C., & Roques, A. (2010). Direct impacts of recent climate warming on insect populations. Integrative Zoology, 5(2), 132-142. https://doi.org/10.1111/j.1749-4877.2010.00196.x
24. Teder, T. (2020). Phenological responses to climate warming in temperate moths and butterflies: species traits predict future changes in voltinism. Oikos, 129(7), 1051-1060. https://doi.org/10.1111/oik.07119
25. Verberk, W. C., Atkinson, D., Hoefnagel, K. N., Hirst, A. G., Horne, C. R., & Siepel, H. (2021). Shrinking body sizes in response to warming: explanations for the temperature-size rule with special emphasis on the role of oxygen. Biological Reviews, 96(1), 247-268. https://doi.org/10.1111/brv.12653
26. Wagner, D. L., Fox, R., Salcido, D. M., & Dyer, L. A. (2021). A window to the world of global insect declines: Moth biodiversity trends are complex and heterogeneous. Proceedings of the National Academy of Sciences, 118(2). https://doi.org/10.1073/pnas.2002549117
