Ważki z ciemnymi plamami na skrzydłach wyewoluowały większą tolerancję na ciepło, co sugeruje, że te cechy mogą pomóc im przystosować się do rosnących globalnych temperatur i uniknąć wyginięcia.
Temperatura określa gdzie gatunek mogą żyć i jeżeli zagraża im ocieplenie klimatu. Dlatego biolodzy od dawna badali wpływ tolerancji na ciepło na przeżycie. Jednakże wpływ cech termicznych na reprodukcję, kluczowy czynnik ryzyka wyginięcia, pozostaje słabo poznany.
Tolerancja ciepła i sygnalizacja seksualna u ważek
W nowym badaniu opublikowanym w Granice w etologiinaukowcy z USA sprawdzili, czy samce gatunków ważek wytwarzających sygnały seksualne w postaci ciemnego zabarwienia skrzydeł są bardziej odporne na ciepło.
„Pokazujemy, że gatunki ważek, u których wyewoluowały ciemne zabarwienie skrzydeł, wyewoluowały także zdolność tolerowania wysokich temperatur” – powiedział dr Noah Leith, biolog z Uniwersytetu w Pittsburghu. „To odkrycie toruje drogę zupełnie nowemu obszarowi badań badających interakcje między cechami termicznymi a sygnałami seksualnymi”.
Adaptacje termiczne i koszty reprodukcyjne
U ważek, podobnie jak u wielu zwierząt, sygnały seksualne mogą pomóc im skutecznie zlokalizować partnerów, zidentyfikować właściwy gatunek do kojarzenia i podjąć decyzję, kiedy wycofać się z konkursów godowych.
Jednak uzyskanie intensywnego ciemnego ubarwienia skrzydeł wiąże się z kosztami. Ciemne ozdoby pochłaniają dodatkowe ciepło, podnosząc temperaturę ciała ważek. Może to powodować stres fizjologiczny lub prowadzić do porzucania terytoriów rozrodczych przez samce. „Nieustannie widzimy, że zwierzęta ryzykują życiem, aby się rozmnażać, nawet jeśli oznacza to napotkanie potencjalnie śmiertelnych temperatur” – powiedział Leith.
Rozwinięta odporność na ciepło u ważek
Naukowcy zbadali ubarwienie skrzydeł 14 gatunków ważek żyjących w klimacie tropikalnym i pięciu gatunków żyjących w klimacie umiarkowanym. Odkryli, że gatunki o ciemnym, pochłaniającym ciepło ubarwieniu skrzydeł ewoluowały tak, aby były w stanie wytrzymać większy stres cieplny, zanim osiągnęły krytyczne maksima termiczne. „Ta zwiększona zdolność tolerowania wysokich temperatur ciała jest prawdopodobnie kluczowa dla kształtowania reakcji ważek na zmieniający się klimat w przyszłości” – wyjaśnił Leith.
Konsekwencje dla adaptacji do zmian klimatycznych
Ciemne ozdoby skrzydeł powodują dodatkowe nagrzanie od 1°C do 2°C, co w przybliżeniu równa się zwiększonym maksimom cieplnym gatunków ozdobnych. Z badanych gatunków szybowiec łukowaty (Tauriphila Argo), gatunek tropikalny z bardzo ciemnymi plamami na skrzydłach w pobliżu rdzenia, tolerował najwyższe temperatury. Ogólnie rzecz biorąc, ten wzór koewolucji był jeszcze silniejszy u gatunków tropikalnych.
Poprzednie badania wykazały, że z powodu rosnących temperatur na całym świecie niektóre gatunki ważek ozdobnych ewoluują i mają zmniejszone ubarwienie skrzydeł. Obecne wyniki sugerują jednak, że nawet jeśli gatunki te stracą ubarwienie, nadal będą miały przewagę w adaptacji do zmian klimatycznych, ponieważ ewoluowały już, aby tolerować wyższe temperatury – twierdzą naukowcy.
Szersze implikacje dla różnorodności biologicznej i ochrony
Badanie to jest jednym z pierwszych, które sprawdza, czy tolerancja termiczna ewoluuje wspólnie z cechami rozrodczymi. „Nasze odkrycie jest szczególnie ekscytujące, ponieważ ciemne zabarwienie płciowe ewoluowało nieustannie na drzewie życia i powoduje, że wiele innych zwierząt również pochłania dodatkowe ciepło – od gadów, po lwy i muszki owocowe” – zauważył Leith.
Naukowcy twierdzą, że w szybko ocieplającym się świecie możliwość przewidzenia, które gatunki są narażone na wyginięcie, jest niezbędna do zachowania różnorodności biologicznej. „Patrzenie na bezbronność tylko w jednym aspekcie życia zwierząt jest niewystarczające. Potrzebujemy bardziej szczegółowego zrozumienia, w jaki sposób zwierzęta reagują na zmieniające się środowisko jako całe, złożone organizmy, w których ich cechy reprodukcyjne mogą wpływać na ich szanse na przetrwanie fali upałów i odwrotnie” – stwierdził Leith.
Choć badacze zauważyli, że do analizy wystarczyło 19 gatunków, stwierdzili, że istnieje tysiące gatunków ważek. Przyszłe badania powinny sprawdzić, czy podobne wzorce występują u innych gatunków, a także u różnych typów zwierząt. „Byłoby fantastycznie przetestować pewnego dnia, czy tolerancja na ciepło ewoluuje wspólnie z cechami seksualnymi w każdym aspekcie życia na Ziemi” – podsumował Leith.
Odniesienie: „Pochłaniające ciepło zabarwienie płciowe dostosowuje się wraz ze zwiększoną tolerancją na ciepło u ważek”, Noah T. Leith i Michael P. Moore, 16 sierpnia 2024 r., Granice w etologii.
DOI: 10.3389/fetho.2024.1447637
