Naukowcy tworzą nowe miejsca zimowania dla motyli monarchów na ocieplającej się planecie

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 lata następnie w góry środkowego Meksyku, oddalone od 4000 do 4800 km. Tam zimują w lasach świętej jodły Abies religiosa na dużych wysokościach. Bez tych świętych jodeł monarchowie nie mogliby przetrwać wyczerpującej migracji.

Przewiduje się jednak, że w obliczu globalnego ocieplenia lasy te będą powoli przesuwać się w górę zboczy. Około 2090 roku zabraknie im gór. Konieczne będzie zatem utworzenie nowych lasów poza ich obecnym zasięgiem geograficznym: na przykład w górach położonych dalej na wschód, które są wyższe.

„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 badania opublikowanego w 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”.

Zajęcie stanowiska

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.

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. Były to krzewy Senecio cinerarioides do wysokości 3800 metrów oraz krzewy Lupinus montanus i drzewa Pinus hartwegii do wysokości 4000 metrów.

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.

Chłodniej i wyżej

Wyniki pokazały, że wydajność przesadzonych sadzonek spada wraz ze wzrostem „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”.

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

„W rzeczywistości motyle monarchy założyły w ostatnich latach nowe, duże kolonie w chłodniejszych miejscach w Nevado de Toluca, co sugeruje, że już szukają nowych miejsc na zimę, ponieważ w ich historycznych miejscach w MBBR jest teraz zbyt ciepło. Kiedyś nasze sadzonki są już w pełni rozwinięte, mamy nadzieję, że odkryją również nasze miejsce sadzenia.

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