Strona główna nauka/tech Czy te motyle mogą przetrwać zmiany klimatyczne?

Czy te motyle mogą przetrwać zmiany klimatyczne?

14
0


Motyl monarcha zamyka kwiaty
Naukowcy sadzą święte jodły na wyższych wysokościach, aby dostosować siedliska motyli monarchów do globalnego ocieplenia, wykazując potencjał pomimo wyzwań związanych ze wzrostem w chłodniejszych środowiskach.

Prowadzone są wysiłki w zakresie wspomaganej migracji, aby pomóc motylom monarchom przetrwać poprzez tworzenie nowych siedlisk na większych wysokościach, ponieważ globalne ocieplenie zmienia ich tradycyjne siedliska.

Migracja motyla monarchy jest jednym z cudów świata przyrody. Każdej jesieni w północnych Stanach Zjednoczonych i południowej Kanadzie rodzi się nowe pokolenie motyli monarchów. Setki milionów tych motyli lecą następnie w góry środkowego Meksyku, oddalone od 4000 do 4800 km, gdzie zimują w lasach świętej jodły Abies religiosa na dużych wysokościach. Bez tych świętych jodeł monarchowie nie mogliby przetrwać wyczerpującej migracji.

Jednak w obliczu trwających skutków globalnego ocieplenia przewiduje się, że lasy te będą powoli przesuwać się w górę zboczy górskich. Około 2090 r. osiągną szczyt, nie pozostawiając miejsca na dalszy ruch w górę. W związku z tym konieczne będzie utworzenie nowych lasów poza ich obecnym zasięgiem geograficznym, np. w górach położonych dalej na wschód, na większych wysokościach.

Sadzenie sadzonek Abies religiosa
Sadzenie sadzonek Abies religiosa (świętej jodły) w cieniu wcześniej istniejących krzewów (Senecio cinerarioides, wąskie zielonoszare liście) jako ochronnych „roślin macierzystych”. Duże drzewa w tle to dorosła sosna Pinus hartwegii, która sięga granicy lasu. Abies religiosa jest całkowicie nieobecna w tym miejscu na wysokości 3800 m n.p.m., na północno-wschodnim zboczu wulkanu Nevado de Toluca w środkowym Meksyku, ponieważ znajduje się zbyt wysoko. Personel plantatorów to miejscowi pochodzenia indiańskiego. Źródło: Cuauhtémoc Sáenz-Romero, UMSNH

„Tutaj pokazujemy możliwość sadzenia nowych świętych lasów jodłowych na pobliskim wulkanie Nevado de Toluca, na wysokości od 3400 do 4000 metrów” – powiedział dr Cuauhtémoc Sáenz-Romero, profesor na Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo w Meksyku i główny autor nowego badania w nowym badaniu Granice w lasach i zmiany globalne.

„Nazywamy to „migracją wspomaganą”: sadzenie sadzonek wyhodowanych z nasion istniejących populacji jodły świętej w nowe miejsca, których klimat do 2060 r. według przewidywań stanie się podobny do tego, jaki panuje obecnie w miejscach zimowania ze względu na globalne ocieplenie”.

Sadzenie Abies religiosa na wysokości 4000 m npm
Sadzenie sadzonek religijnych Abies (świętej jodły) na granicy lasu (4000 m npm) wulkanu Nevado de Toluca, w cieniu istniejących wcześniej Lupinus elegans jako ochronnych „roślin macierzystych”. To miejsce znajduje się około 450 stopni wyżej niż maksymalne naturalne rozmieszczenie Abies divino. Źródło: Cuauhtémoc Saenz-Romero, UMSNH

Eksperymentalne wysiłki sadzenia

W 2017 r. Sáenz-Romero i współpracownicy zebrali nasiona z szyszek z ośmiu drzewostanów świętej jodły w Rezerwacie Biosfery Motyli Monarch (MBBR) w Meksyku, na wysokościach od 3100 do 3500 metrów. Wyhodowali z nich sadzonki, najpierw przez dwa lata w cieniu na wysokości 1900 metrów, a następnie przez kolejny rok w szkółce na wysokości 3000 metrów. W lipcu 2021 r. przesadzili sadzonki do czterech stanowisk wzdłuż wzniesienia na północno-wschodnim zboczu Nevado de Toluca.

Naukowcy wybrali tę górę, ponieważ znajduje się najbliżej MBBR i ma szczyt o 1130 metrów wyższy od najwyższego występowania tam jodeł świętych – na wysokości 3550 metrów. Jest to także Chroniony Obszar Przyrodniczy.

Kolonia monarchów w Ejido La Mesa
Abies religijny (święta jodła) obrośnięty przez motyle monarchy w Ejido La Mesa, wysokość 3340 m, rdzeń strefy MBBR. W tym miejscu zebrano nasiona Abies divino w celu wyhodowania sadzonek w szkółce, które później posadzono w Nevado de Toluca na wysokościach 3400 m, 3600 m, 3800 m i 4000 m. Źródło: Cuauhtémoc Saenz-Romero, UMSNH

Posadzili 960 sadzonek na czterech wysokościach: 3400, 3600, 3800 i 4000 metrów. Ta ostatnia to linia lasu Nevado de Toluca i została uwzględniona w celu znalezienia najwyższego wzniesienia, na którym święte jodły mogą przetrwać w obecnym klimacie. Sadzonki rozmieszczono w 30 blokach przestrzennych na każdą wysokość, zwracając uwagę na uwzględnienie równej liczby sadzonek z każdego pierwotnego drzewostanu w MBBR.

Sadzonki zawsze sadzono pod „roślinami macierzystymi”, aby chronić je przed nadmiernym nasłonecznieniem i ekstremalnym zimnem. To były Senecio cinerarioides krzewy do 3800 metrów oraz Lupinus montanus krzewy i Pinus hartwegii drzewa na wysokości 4000 metrów.

Mężczyzna na szczycie El Picachito
El Picachito, jeden ze szczytów w strefie rdzenia MBBR (3550 m), a także górna granica wzniesienia naturalnego występowania Abies religiosa (święta jodła). Na wyższych wysokościach nie da się przeprowadzić wspomaganej migracji, bo góry już nie ma! Dlatego konieczna jest migracja do wulkanu położonego wyżej, np. Nevado de Toluca. W pobliżu tego miejsca zebrano nasiona Abies religiosa, a później sadzonki posadzono w Nevado de Toluca. Źródło: Cuauhtémoc Sáenz-Romero, UMSNH

Ocena wydajności sadzonek

Co dwa miesiące od września 2021 r. do grudnia 2023 r. Sáenz-Romero i współpracownicy (w tym studenci i miejscowi leśnicy rdzennej ludności Indian Matlatzincas) mierzyli wydajność każdej sadzonki, tj. jej przeżywalność, wysokość i średnicę. Ponieważ celem eksperymentu była ochrona jodeł świętych, a nie produkcja drewna, za najważniejszy miernik uznano przeżycie.

Sadzonki Abies religiosa pod wcześniej istniejącymi krzewami
Sadzonki Abies religiosa (jodła święta) (na pierwszym planie) posadzono w grupach po 8 sadzonek w cieniu istniejących wcześniej krzewów jako „rośliny macierzyste” (Senecio cinerarioides), aby uzyskać cień ochronny przed ekstremalnymi temperaturami (albo ciepłymi, albo ekstremalne temperatury), coś krytycznego w kontekście trwających zmian klimatycznych. Każda sadzona sadzonka pochodziła z nasion zebranych w MBBR, z niższych wzniesień niż miejsce sadzenia. Źródło: Cuauhtémoc Sáenz-Romero, UMSNH

Wyzwania i możliwości na dużych wysokościach

Wyniki pokazały, że wydajność przesadzonych sadzonek zmniejszała się wraz ze zwiększaniem się „dystansu ekologicznego” – ważonej różnicy w zakresie szeregu zmiennych klimatycznych, takich jak temperatura, opady i suchość – między pierwotnym miejscem sadzenia a miejscem sadzenia. Ogólnie rzecz biorąc, przeżycie i wzrost uległy pogorszeniu po przesadzeniu sadzonek do miejsc zimniejszych i wyższych niż pierwotny drzewostan w MBBR. Na wysokości 4000 metrów wzrost był w przybliżeniu zerowy, podczas gdy wiele sadzonek wykazywało uszkodzenia spowodowane mrozem.

Na wysokości od 3600 do 3800 metrów sadzonki wykazywały o 54% mniejszy wzrost pionowy, o 27% mniejszą biomasę i o 27% mniejszą przeżywalność niż na wysokości 3400 metrów. Autorzy ocenili ten wskaźnik przeżycia jako „bardzo akceptowalny”.

Sadzonki Abies religiosa wyprodukowane w szkółce Ejido La Mesa
Sadzonki Abies religiosa (jodła święta) wyprodukowane we wspólnej szkółce Ejido La Mesa, na wysokości 3000 m npm (w celu wywołania stwardnienia sadzonek), na granicy MBBR. Nasiona pochodziły z MBBR, a sadzonki posadzono później w Nevado de Toluca. Na zdjęciu Francisco „Don Pancho” Ramirez-Cruz, były szef Ejido La Mesa, był odpowiedzialny za produkcję sadzonek. Źródło: Cuauhtémoc Sáenz-Romero, UMSNH

Perspektywy na przyszłość i strategie ochrony

„Te obsadzone drzewostany mogłyby ostatecznie służyć jako miejsca zimowania motyla Monarch w cieplejszym klimacie” – podsumował Sáenz-Romero.

„W rzeczywistości motyle monarchy w ciągu ostatniego roku założyły nowe, duże kolonie w chłodniejszych miejscach w Nevado de Toluca, co sugeruje, że już szukają nowych miejsc na zimę, ponieważ ich historyczne miejsca w MBBR są obecnie zbyt ciepłe. Miejmy nadzieję, że gdy nasze sadzonki dorosną, również odkryją miejsce naszego sadzenia.

Zespół badawczy świętej jodły
Lokalni leśnicy, absolwenci i wykładowcy Uniwersytetu Stanowego Michoacán w Meksyku, którzy założyli eksperymenty w Nevado de Toluca. Jest to stanowisko położone na wysokości 3600 m npm, tuż powyżej maksymalnej naturalnej granicy występowania Abies religiosa (około 3550 m). Źródło: Cuauhtémoc Sáenz-Romero, UMSNH

„Podkreślamy, że utworzenie nowych obszarów dla motyli monarchów nie wyklucza się wzajemnie z ciągłymi wysiłkami na rzecz ochrony ich obecnego siedliska w Rezerwacie Biosfery Motyli Monarch. Obydwa podejścia powinny się uzupełniać i mieć równy priorytet.”

Odniesienie: „Ustanawianie miejsc zimowania motyli monarchów dla przyszłych klimatów: Abies religiosa ekspansja górnej granicy wysokości poprzez wspomaganą migrację” Cuauhtémoc Sáenz-Romero, Verónica Osuna-Vallejo, Patricia Herrejón-Calderón, Legna A. Pérez-Cruz, M. Guadalupe Joaquín- Juan, Ana Laura Cruzado-Vargas, Gregory A. O’Neill, Ana Gabriela Zacarías-Correa, Gyorgy E. Manzanilla-Quijada, Roberto Lindig-Cisneros, Arnulfo Blanco-García, Ángel R. Endara-Agramont i Leonel Lopez-Toledo, 29 sierpnia 2024, Granice w lasach i zmiany globalne.
DOI: 10.3389/ffgc.2024.1440517



Link źródłowy