Klimatske promjene pod povećalom leptira

Leptiri (red Lepidoptera) spadaju među najpoznatije i najomiljenije kukce na svijetu. Od sitnih noćnih moljaca do fascinantnih i šarenih dnevnih leptira, ova raznolika skupina ne samo da očarava svojim bojama i uzorcima, već igra i ključnu ulogu u ekosustavima svojim sudjelovanjem u hranidbenoj mreži kroz svoju ulogu oprašivača, hrane za druge vrste, predatora, razlagača organske tvari…

Za leptire, kao i kukce općenito, smatra se da mogu poslužiti kao dobri pokazatelji promjena u okolišu zahvaljujući kratkom životnom ciklusu i specifičnim zahtjevima vezanim uz temperaturu, vlagu i biljne vrste kojima se hrane.

Uz to, riječ je o skupini za koju postoji velik broj pouzdanih znanstvenih podataka o biologiji i rasprostranjenosti, a u prikupljanje podataka se nerijetko uključuju i građani kroz različite citizen science kampanje. [5, 6]

Danas jedan od najsnažnijih pritisaka na bioraznolikost predstavljaju klimatske promjene. Globalno zagrijavanje, promjene u obrascima oborina, učestalost ekstremnih vremenskih događaja i pomaci vegetacijskih sezona stvaraju nove izazove za ekosustave.

Smanjena brojnost leptira na većim nadmorskim visinama – gdje nisu izravno pogođeni drugim problemima poput gubitka i degradacije staništa – pokazuje da klimatske promjene i same po sebi mogu biti uzrokom negativnih posljedica na populacije. [7]

Prilagodbe pojedinih vrsta su raznolike i ovise o njihovim specifičnim osobinama (migracije, osjetljivost na temperaturu, vlažnost, način na koji žive, raspon odgovarajućih staništa…), a na neke će vrste klimatske promjene utjecati i pozitivno. [7] Iako ih smatramo idealnim modelom za istraživanje učinaka klimatskih promjena, njihov opstanak i konkretan utjecaj klimatskih promjena na njihovu genetiku, fiziologiju, ponašanje i morfologiju još uvijek je nedovoljno istražen. [5]

Pomaci u rasprostranjenosti

Jedan od najjasnijih znakova utjecaja klimatskih promjena na leptire jesu prostorni pomaci njihovih areala. Istraživanja u istočnim Alpama pokazala su da su se planinski leptiri tijekom posljednjih 60 godina pomaknuli prosječno više od 300 metara prema višim nadmorskim visinama [1]. Vrste koje su mobilnije i manje zahtjevne u izboru staništa pomicale su se brže, dok su ekološki specijalizirane vrste bile znatno sporije, čime se stvara rizik da neke vrste “zaglave” na planinskim vrhovima, bez prostora za daljnje povlačenje.

Sličan trend primijećen je na razini cijele Europe. Dugoročna istraživanja pokazuju da su se leptiri, skakavci i mnogi drugi kukci u posljednjih 170 godina širili uglavnom prema sjeveru i zapadu [2]. Od 245 europskih vrsta leptira koje su proučavane, njih čak 82 % proširilo je svoj areal prema sjevernijim područjima (Slika 1) [2]. Takvi pomaci događaju se bez obzira na fragmentaciju staništa i gubitak prirodnih ekosustava, što dodatno potvrđuje dominantan utjecaj klimatskih faktora.

Migracije i pojave novih vrsta

Dugogodišnja opažanja pokazuju značajan porast broja migratornih vrsta leptira na jugu Velike Britanije između 1982. i 2005. godine (Slika 2.) [3]. Prosječno se svake godine ovdje pojavljuje oko 1,3 novih migratornih vrsta, a porast temperature od 1 °C povezan je s dolaskom približno 14 novih vrsta [3]. Za izolirane ekosustave poput britanskih otoka to ima i višestruke posljedice – dolazak novih vrsta može obogatiti lokalnu bioraznolikost, ali i narušiti postojeće ekološke odnose. Neke od njih mogu postati štetnici u poljoprivredi ili pak prenijeti nove bolesti, što naglašava potrebu za stalnim praćenjem migracijskih oscilacija leptira i procjenom njihovog utjecaja na lokalne zajednice i samu prirodu. Zanimljivo je pritom da se migratorne vrste često bolje prilagođavaju klimatskim promjenama, što im može dati prednost u lokalnim ekosustavima [3].

Mehanizmi izumiranja

Kad govorimo o klimatskim promjenama, često se pretpostavlja da će izumiranja nastati zbog previsokih temperatura, no istraživanja pokazuju da to nije kompletna priča. Pregled više od 130 studija pokazuje da su neposredni uzroci klimatski uvjetovanih izumiranja najčešće biotski faktori, odnosno, faktori koju uključuju smanjenu dostupnost hrane, narušenu interakciju s biljkama hraniteljicama ili predatorima, i poremećaje u hranidbenim mrežama [4]. Drugim riječima, leptiri ne izumiru zato što im je prevruće, već zato što klimatske promjene remete složene ekološke odnose. Na primjer, leptir može nastaviti preživljavati i na višim temperaturama, ali ako se biljka kojom se gusjenice hrane povuče ili procvjeta prerano, cijela populacija može nestati.

Identificirani su i dodatni mehanizami  kojima klimatske promjene mogu dovesti do izumiranja leptira i moljaca; od fenoloških nesklada i poremećaja u prehrambenim mrežama, do povećane predacije, širenja bolesti i genetske erozije [5]. Najčešće, izumiranje nije rezultat jednog faktora, već zbroj više različitih stresova.

Klimatske promjene vs. Ekologija leptira

Klimatske promjene djeluju na leptire na više načina. Prije svega, povišene temperature ubrzavaju razvoj, što može dovesti do povećanja broja generacija¹ godišnje. Iako se to možda na prvi pogled čini pozitivnim, ubrzani ciklus često rezultira manjim tijelima leptira i smanjenom plodnošću [6].

No, temperatura je samo jedan od čimbenika. Klimatske promjene utječu i na kemijski sastav i kvalitetu hrane kojom se leptiri hrane, a posljedično i na njihov rast i preživljavanje. Povišene koncentracije CO₂ u zraku smanjuju nutritivnu vrijednost biljaka što može usporiti razvoj gusjenica koje se njima hrane, smanjiti njihovu masu i šanse za preživljavanje [6].

Kako kompenziraju? Gusjenice često jedu više kako bi nadoknadile manjak hranjivih tvari, što dodatno povećava štete na biljkama i može utjecati na strukturu biljnih zajednica. Međutim, pojačana konzumacije ne nadoknađuje uvijek nutritivni nedostatak pa su gusjenice i dalje osjetljive i ranjive. Osim toga i povećano UV-B zračenje djeluje nepovoljno jer mijenja sastav obrambenih tvari u biljkama, što ponovo može negativno utjecati na rast i preživljavanje gusjenica te povećati podložnost parazitima [6]. Na razini zajednica, klimatske promjene dodatno remete odnose s predatorima i parazitima; ako leptiri i njihovi prirodni neprijatelji više nisu sinkronizirani u vremenu, ravnoteža populacija može se brzo poremetiti. Istodobno, širenje invazivnih vrsta prema višim geografskim širinama i nadmorskim visinama mijenja sastav lokalnih zajednica, stvarajući nove kompetitivne odnose.

1. Generacija kod leptira označava puni životni ciklus – od jaja, preko gusjenice i kukuljice do odraslog leptira. Ovisno o vrsti i klimi, leptiri mogu imati jednu, dvije ili čak više generacija u jednoj godini. ↩︎

Zaključak

Utjecaj klimatskih promjena na leptire nije jednostavan, oblikuje njihove areale, potiče migracije, ubrzava razvoj, ali i narušava kompleksne ekološke odnose. U konačnici, kao što smo i prethodno spomenuli, najveća prijetnja leptirima nisu same temperature, već gubitak ravnoteže u ekosustavima u kojima sudjeluju. Promjene koje vidimo kod leptira često su pokazatelj dubljih poremećaja u prirodi – zato se na njih možemo osloniti kao na indikatorske skupine.

Dugoročno praćenje leptira i povezivanje znanja iz ekologije, fiziologije i društvenih znanosti predstavljaju ključne korake za očuvanje bioraznolikosti u doba klimatskih promjena.

Literatura

1. Rödder, D., Schmitt, T., Gros, P. et al. Climate change drives mountain butterflies towards the summits. Sci Rep 11, 14382 (2021). Dostupno na: https://doi.org/10.1038/s41598-021-93826-0
2. Burton, J. F. The apparent influence of climatic change on recent changes of range by European insects (Lepidoptera, Orthoptera). Proc. 13th Int. Coll. EIS, September 2001: pp. 13-21 (2003). Dostupno na: https://repository.naturalis.nl/pub/219849/013-021Burton.pdf
3. Sparks, T. H., Dennis, R. L. H., Croxton, P. J., Cade, M. Increased migration of Lepidoptera linked to climate change. Eur. J. Entomol. 104: 139–143 (2007). Dostupno na: https://pdfs.semanticscholar.org/b246/eef6acbe267555989f09a4e4e6f09ea7f788.pdf
4. Cahill, A. E., Aiello-Lammens, M. E., Fisher-Reid M. C., et all. How does climate changes cause extinction? Proceedings of the Royal Society (2012). Dostupno na: https://royalsocietypublishing.org/doi/epdf/10.1098/rspb.2012.1890
5. Hill, G. M., Kawahara, A. Y., Daniels, J. C., Bateman, C. C., Scheffers, B. R. Climate change effects on animal ecology: butterflies and moths case study. Biological Reviews Volume 96, Issue 5 pp. 2113-2126 (2021). Dostupno na: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/brv.12746
6. Kocsis, M., Hufnagel, L. Impacts of climate change on lepidoptera species and communities. Applied Ecology and Environmental Research 9 (1): 43-72 (2011). Dostupno na: https://unipub.lib.uni-corvinus.hu/1475/1/0901_043072rg.pdf
7. C.A. Halsch, A.M. Shapiro, J.A. Fordyce, C.C. Nice, J.H. Thorne, D.P. Waetjen, & M.L. Forister, Insects and recent climate change, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 118 (2) e2002543117 (2021). Dostupno na: https://doi.org/10.1073/pnas.2002543117

Fotografija zaglavlja: Južni lastin rep, Papilio alexanor, Foto: Daria Kranželić