As mudanças de tamanho de gafanhotos revelam vencedores e perdedores de mudanças climáticas

À medida que as populações de insetos diminuem em todo o mundo no que alguns chamaram de “apocalipse de insetos”, os biólogos estão desesperados para determinar como as criaturas de seis pernas estão respondendo a um mundo quente e para prever os vencedores e perdedores de longo prazo.

Um novo estudo dos gafanhotos do Colorado mostra que, embora as respostas sejam complicadas, os biólogos têm muito conhecimento de que precisam para fazer essas previsões e se preparar para as consequências.

As descobertas, publicado 30 de janeiro no diário PLoS Biologyvenha graças à descoberta acidental de 13.000 gafanhotos coletados no mesmo native da Montanha do Colorado entre 1958 e 1960 por um biólogo da Universidade do Colorado Boulder (Cu Boulder). Após a morte prematura desse cientista em 1973, a coleção foi resgatada por seu filho e doada ao Museu da CU, onde ficou até 2005, quando César Nufio, então um pós -doutorado, redescobriu -o. Nufio começou a curar a coleção e iniciou uma ressurveração dos mesmos locais para coletar mais gafanhotos.

Os insetos recém -coletados permitiram a Nufio e seus colegas – Caroline Williams da Universidade da Califórnia, Berkeley, Lauren Buckley, da Universidade de Washington, em Seattle e do pós -doutorado Monica Sheffer, que tem uma nomeação em ambas as instituições – avaliar o Impacto da mudança climática Nos últimos 65 anos, nos tamanhos de seis espécies de gafanhoto. Como os insetos são de sangue frio e não geram seu próprio calor, as temperaturas corporais e as taxas de desenvolvimento e crescimento são mais sensíveis ao aquecimento no ambiente.

Apesar de muita especulação de que os animais diminuam de tamanho para diminuir o estresse térmico à medida que o clima se aquece, os biólogos descobriram que algumas das espécies de gafanhotos realmente aumentaram ao longo das décadas, aproveitando uma primavera anterior para engordar na vegetação. Isso funcionou apenas para espécies que no inverno, como jovens – um estágio chamado diapausa ninfal – e, portanto, pode começar a derrubar na primavera. As espécies que eclodem na primavera dos ovos depositadas no outono – os diapausores de ovos – não tiveram essa vantagem e se tornaram menores ao longo dos anos, provavelmente como resultado da secagem da vegetação mais cedo.

“Esta pesquisa enfatiza que certamente haverá espécies que são vencedores e perdedores, mas subgrupos nessas populações de espécies, dependendo de seu contexto ecológico ou ambiental, terão respostas diferentes”, disse Sheffer.

Os autores do novo estudo previram muito disso com base nos ciclos de vida dos gafanhotos e nas condições ambientais no native.

“Sentamos e olhamos para tudo o que se sabia sobre o sistema, como gradientes de elevação e como isso deve modificar as respostas e como diferentes gafanhotos podem responder, com toda a riqueza de informações que sabíamos sobre sua história pure. E embora não todos os nossos As previsões foram apoiadas, muitas delas eram realmente “, disse Williams, John L. e Margaret B. Gompertz em biologia integrativa na UC Berkeley.

“Compreender quais espécies provavelmente serão vencedores e perdedores com mudanças climáticas tem sido realmente desafiador até agora”, disse Buckley. “Espero que este trabalho comece a demonstrar alguns princípios pelos quais podemos melhorar as previsões e descobrir como responder adequadamente às mudanças do ecossistema decorrentes das mudanças climáticas”.

Gafanhotos resgatados

A coleção Grasshopper, de 65 anos, foi montada pelo entomologista Gordon Alexander de Cu Boulder por três verões. Ele não apenas coletou e montou os espécimes de parcelas nas montanhas rochosas perto de Boulder, mas também documentou o momento de seis estágios diferentes dos gafanhotos. Sua morte em um acidente de avião em 1973 deixou os espécimes, presos em linhas arrumadas em 250 caixas de madeira, no limbo até que Nufio se deparou com elas em 2005 e reconheceu seu valor se pudessem ser comparadas aos gafanhotos hoje.

As coleções de museus tornaram-se inestimáveis ​​para estudos de longo prazo sobre os efeitos das mudanças climáticas, como exemplificado por uma pesquisa de mamíferos, pássaros, répteis e anfíbios realizados entre 1904 e 1940 por Joseph Grinnell, do Museu de Zoologia de Vertebrados da UC Berkeley. RECURVESSES RECURSOS Das mesmas áreas 100 anos depois, que Grinnell visitou ajudou os biólogos a documentar os efeitos das mudanças climáticas na vida selvagem da Califórnia.

Nufio e muitos outros acabaram coletando cerca de 17.000 novos espécimes de gafanhoto dos mesmos websites ou similares em torno de Boulder. Enquanto o novo artigo é o primeiro a relatar que o tamanho do gafanhoto muda entre 1960 e 2015, os autores alavancaram estudos anteriores no laboratório e em parcelas experimentais para entender por que encontraram os padrões que fizeram.

Os insetos eram de um grande grupo de gafanhotos não descritivos na família Acrididae, que são os chamados gafanhotos de chifre curto. A maioria eram pastores generalizados, embora alguns especializados em gramíneas. Duas espécies (Eritettix Simplex e Xanthippus corallipes) eram diapausers ninfais, alcançando a idade adulta já em maio; Dois (aeropedellus clavatus e melanoplus boulderensis) foram diapausores de ovos no início da temporada, amadurecendo em meados de junho; e dois (Camnula Pellucida e Melanoplus Sanguinipes) foram diapausores de ovos no closing da temporada, amadurecendo no closing de julho.

Os pesquisadores descobriram que os diapausores ninfais aumentavam em tamanho em elevações mais baixascerca de 6.000 pés, enquanto os emergentes iniciais e tardios dos ovos de inverno diminuíram em tamanho ao longo das décadas nessas elevações.

“Para aqueles que saem no closing de agosto, quando é muito crocante e seco e temos temperaturas muito quentes, vimos os impactos mais negativos das mudanças climáticas”, disse Williams.

Uma coisa que surpreendeu os pesquisadores, no entanto, foi que nenhuma das espécies aumentou de tamanho em elevações mais altasaté cerca de 13.000 pés, apesar do fato de que o aquecimento do verão devido às mudanças climáticas é maior em elevações mais altas. Isso pode ser porque, em elevações mais altas, a neve inibe o início da temporada, reduzindo o suprimento de alimentos. Os resultados confirmam o que a equipe encontrou quando engarrafou os gafanhotos em várias elevações para ver como se adaptaram às mudanças de elevação no calor e na secura.

“Os dados são consistentes com os gafanhotos sendo capazes de tirar proveito do aquecimento, ficando maiores e saindo mais cedo, ou para gafanhotos para experimentar o estresse e ficar menor “, disse Buckley.

Outras experiências realizadas por Buckley em borboletas mostram algumas das mesmas tendências.

“Encontramos uma mensagem bem semelhante com as borboletas, o que é esperançoso para mim, pois, se pudermos considerar alguns princípios biológicos básicos, realmente aumentamos nossa capacidade de prever respostas às mudanças climáticas”, disse ela.

A equipe continua sua colaboração para entender as mudanças metabólicas, bioquímicas e genéticas subjacentes ao tamanho muda.

“Usando isso Coleções de museus nos permitiu voltar no tempo para comparar exatamente os mesmos websites – não houve nenhuma alteração no uso da terra Durante esse período de 60 anos de aquecimento-usar exatamente a mesma metodologia “, disse Williams.” Ter esses espécimes históricos únicos nos permitiram examinar as mudanças ao longo do tempo “.

Outros co-autores do estudo são Julia Smith, da Universidade de Washington; Simran Bawa, da UC Berkeley; e Ebony Taylor, Michael Troutman e Sean Schoville, da Universidade de Wisconsin, Madison.