В США обнаружены осы-орехотворки, ранее неизвестные в стране.

Осы-орехотворки: незаметные, но интересные

Осы-орехотворки и их хищники не отличаются яркостью бабочек, но они привлекают растущий интерес как у учёных, так и у натуралистов.

Длина этих маленьких насекомых составляет от 1 до 8 миллиметров. Они создают похожие на опухоли наросты на растениях, известные как галлы. Галлы могут быть размером с булавочную головку или с яблоко, принимая поразительные формы, некоторые из которых напоминают морских ежей или блюдца. Об этом рассказала доцент кафедры биологических наук Университета Бингемтона Кирстен Прайор, которая также является одним из руководителей Центра изучения глобальных экологических изменений Университета Бингемтона.

Разнообразие видов

Если осы-орехотворки — это символ чего-то, то это биоразнообразие. В Северной Америке насчитывается около 90 различных видов дубов и около 800 видов ос-орехотворок, которые живут на них. Паразитические осы откладывают яйца в галлах и в конечном итоге пожирают всю осу-орехотворку.

Но сколько видов паразитических ос существует? Это вопрос, на который учёные — как академические исследователи, путешествующие по всему миру, так и обычные граждане в своих дворах — пытаются ответить.

Неизвестные виды

Недавняя статья в журнале Journal of Hymenoptera Research под названием «Обнаружение двух видов паразитических ос рода Bootanomyia Girault (Hymenoptera, Megastigmidae), завезённых в Северную Америку из Палеарктики» проливает свет на ранее неизвестный уровень видового разнообразия.

Помимо Прайор, соавторами статьи являются нынешняя аспирантка Кэти Фридрих и бывший аспирант Дилан Дж. Джонс, а также Герин Браун, Кори Льюис, Кристиан Вайнрих, Макелла Стеффенсен и Эндрю Форбс из Университета Айовы, а также Элайджа Гудвин из Центра пищевых продуктов и сельского хозяйства Стоун-Барнс в Тарритауне, штат Нью-Йорк.

Это открытие является частью более масштабных исследований. В 2024 году Университет Бингемтона объявил о планах исследования разнообразия ос-орехотворок и паразитических ос по всей Северной Америке. Проект представляет собой сотрудничество между Прайор, Форбсом из Университета Айовы, Гленом Худом из Государственного университета Уэйна и Адамом Кранцем, одним из создателей веб-сайта Gallformers.org, который помогает людям узнавать о галлах на североамериканских растениях и идентифицировать их.

Исследование

Исследование затрагивает основной вопрос: как насекомые, образующие галлы, избегают разнообразных и эволюционирующих клад паразитических ос — и как паразиты их догоняют? Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи собирают ос-орехотворок по всей Северной Америке и используют генетическое секвенирование, чтобы определить, какие паразитические осы выходят из галлов. Среди них — Фридрих и аспирант Университета Бингемтона Закари Прете, который провёл лето, собирая галловых и паразитических ос от Нью-Йорка до Флориды.

Новые открытия

«Мы заинтересованы в том, как характеристики галлов действуют как защита от паразитов и влияют на эволюционные траектории как ос-орехотворок, так и паразитов, которых они в себе содержат. Масштаб этого исследования сделает его самым обширным кофилогенетическим исследованием такого рода», — сказала Прайор. «Только когда мы будем проводить масштабные целенаправленные поиски биоразнообразия, мы сможем обнаружить сюрпризы — например, новые или интродуцированные виды».

За последние несколько лет исследователи из лаборатории Прайор путешествовали по Западному побережью от Калифорнии до Британской Колумбии, собрав примерно 25 видов ос-орехотворок и вырастив десятки тысяч паразитических ос, которые в итоге были идентифицированы как более чем 100 различных видов.

Некоторые из паразитических ос, выращенных из видов ос-орехотворок из нескольких мест, оказались европейскими особями вида Bootanomyia dorsalis из семейства Megastigmidae. Исследователи из Университета Айовы идентифицировали похожую осу из коллекций, которые они собрали в штате Нью-Йорк.

«Обнаружение этого предполагаемого европейского вида на двух побережьях Северной Америки вдохновило нашу группу подтвердить идентичность этого паразитического вида и выяснить, был ли он на самом деле интродуцированным паразитом из Европы», — объяснила Прайор.

Паразитические осы маленькие, и их сложно идентифицировать только по внешним признакам. Поэтому исследователи используют генетические инструменты для подтверждения видовой принадлежности, секвенируя «универсальный ген штрих-кодирования» — субъединицу I цитохромной оксидазы (mtCOI) и сравнивая результаты с эталонными библиотеками.

Они обнаружили, что европейский вид B. dorsalis представлен двумя отдельными разновидностями, или кладами. Образцы из Нью-Йорка были связаны с видами в Португалии, Иране и Италии, в то время как осы с Тихоокеанского побережья были связаны с особями из Испании, Венгрии и Ирана.

«Последовательности из двух клад настолько отличались друг от друга, что их можно было считать разными видами. Это говорит о том, что B. dorsalis был завезён как минимум дважды, и что интродукции на Восточном и Западном побережьях были отдельными», — сказала Прайор.

Хотя они были обнаружены как минимум у четырёх различных видов ос-орехотворок из Орегона в Британскую Колумбию, все осы B. dorsalis с Западного побережья были генетически идентичны, что означает, что их интродукция была небольшой и локализованной. У ос с Восточного побережья было немного больше генетического разнообразия, что могло указывать на меньшее сокращение популяции или на то, что вид был завезён более одного раза.

Как европейский вид попал сюда? Одна из возможностей заключается в том, что неместные виды дуба были намеренно завезены в Северную Америку. Английский дуб, или Quercus robur, широко высаживали для получения древесины с XVII века, и он встречается в Британской Колумбии, а также в нескольких северо-восточных штатах и провинциях. Турецкий дуб, Q. cerris, является декоративным деревом, которое теперь можно найти вдоль Восточного побережья — в том числе в месте, где B. dorsalis был обнаружен в Нью-Йорке.

Существуют и другие возможности. Взрослые паразитические осы могут жить в течение 27 дней, поэтому они могли путешествовать на самолёте, сказала Прайор.

Исследователи пока не знают, представляют ли эти интродуцированные виды опасность для местных североамериканских видов. Другие интродуцированные виды паразитов, как известно, влияют на популяции местных насекомых, признала она.

«Мы обнаружили, что они могут паразитировать на нескольких видах ос-орехотворок и что они могут распространяться, учитывая, что мы знаем, что популяция на западе, вероятно, распространилась по регионам и видам-хозяевам из-за локализованного небольшого интродукции», — сказала Прайор. «Они могут влиять на популяции местных видов ос-орехотворок или других местных паразитов ос-орехотворок».

Роль натуралистов и граждан-учёных

Натуралисты и граждане-учёные играют важную роль в исследованиях биоразнообразия, таких как проект, который привёл к открытию двух клад B. dorsalis. Неделя галлов, проект, размещённый на платформе iNaturalist, призывает граждан-учёных собирать галлы в течение двух сезонов, а образцы из исследования будут размещены на сайте натуралистов Gallformers.org. Классы экологии Университета Бингемтона участвовали в Неделе галлов, а также регистрировали галлы во время ежегодного мероприятия Университета по изучению биоразнообразия Ecoblitz.

Биоразнообразие является ключевым компонентом здоровых и функционирующих экосистем — и оно всё чаще находится под угрозой из-за глобальных изменений.

«Паразитические осы, вероятно, являются наиболее разнообразной группой животных на планете и чрезвычайно важны в экологических системах, выступая в качестве агентов биологического контроля, сдерживая насекомых, в том числе тех, которые являются вредителями сельскохозяйственных культур или лесов», — объяснила Прайор.

Источник