Толерантность армейских муравьев к экстремальным температурам может повлиять на то, как популяции животных будут реагировать на изменение климата

Исследователи из Университета Дрекселя отобрали образцы различных колоний армейских муравьев (Eciton burchellii parvispinum), чтобы проверить, как распространение их среды обитания влияет на переносимость муравьев экстремально низких и высоких температур. Они обнаружили, что температурная толерантность колоний различалась в зависимости от зоны возвышения, но, что примечательно, значительные различия в термоустойчивости колоний существовали в одинаковых зонах, что заставило команду поверить в то, что местная адаптация к температурам не является единственным фактором, способствующим различиям в тепловой физиологии.

«Исследование того, как животные способны переносить экстремально высокие и низкие температуры, может пролить свет на то, как изменение климата может повлиять на поведение и экологию животных», — сказал Шон О'Доннелл, доктор философии, биолог и профессор Дрексельского колледжа искусств и наук. «Муравьи, использованные в этом исследовании, уникально подвержены температурным условиям своей среды обитания, потому что во время добывания пищи они все время находятся в окружающей среде, тогда как другие муравьи проводят большую часть своей деятельности под землей, что защищает их от температуры».

Команда отобрала образцы из колоний на северо-западе Коста-Рики, на широком диапазоне высот, с учетом размера тела и географии.

«Мы сравнили среднюю термическую толерантность колоний между зонами низкой и высокой высоты, чтобы оценить, связана ли физиология продуктивности колонии с местным тепловым климатом, и мы проверили, очевидны ли значительные различия в колониях после учета размера тела и высоты», — сказала Кейтлин Бодье, соавтор. по учебе и доцент в Университете Южного Миссисипи.

О'Доннелл и Бодье, бывший аспирант Дрекселя, обнаружили три важные закономерности в своих данных, недавно опубликованных в журнале «Экологическая энтомология».

1)Колонии значительно различались по своей термоустойчивости. . Как минимальная, так и максимальная температура, которую могли переносить рабочие, различалась в разных колониях. Это означает, что изменение климата, вероятно, по-разному повлияет на социальные группы животных.

2)Локальная адаптация к температурным условиям – это одна часть головоломки.Колонии из более прохладных высокогорных мест были более чувствительны к высоким температурам и более терпимы к низким температурам.

3)Внутри колоний устойчивость к низким и высоким температурам не коррелировала. . Это решает важный открытый вопрос в исследованиях термобиологии: это предполагает, что механизмы, влияющие на способность переносить чрезвычайно жаркие условия, отличаются от способности переносить сильный холод.

«Эта работа расширяет наше понимание того, как тепловые характеристики варьируются на разных уровнях биологической организации, от отдельных муравьев до целых колоний», — сказал Бодье.

Команда отмечает, что в дополнение к физиологическим характеристикам, которые делают муравьев хорошей моделью для изучения, колонии экологически важны для функционирования лесов, в которых они обитают.

«Колония армейских муравьев действует как единое целое и сравнима с более крупными хищными животными, такими как ягуар или орел-гарпия, но вместо одного животного она состоит из сотен тысяч особей, которые действительно чувствительны к температуре», — сказал О' Доннелл. «Более крупные хищные животные смогут регулировать температуру своего тела, и, хотя изменения климата не имеют для этих животных никакого значения, вполне вероятно, что их реакция на температурные изменения будет гораздо более сдержанной».

Физиологическое и экологическое значение колоний может сделать их хорошим ориентиром для выявления ранних последствий изменения климата.

Исследователи надеются, что, узнав о способности колонии армейских муравьев переносить экстремально высокие и низкие температуры, они смогут связать эти данные с общим пониманием изменений тепловой среды и возможных последствий изменения климата на поведение животных и экологию.

«Мы пока не совсем знаем, почему это происходит – каковы причины этих различий в колониях между группами на испытательном полигоне», — сказал О Доннелл. «Хотя часть различий объясняется местной адаптацией к температурным условиям, мы предполагаем, что существует также генетическая основа различий между соседними колониями».