کاترپیلارهای مهاجم می توانند جنگل های آسپن را برای حشرات بومی سمی تر کنند
هنگامی که در اوایل بهار سال 2021 به همراه یکی از همکارانمان وارد جنگلی در نزدیکی مدیسون، ویسکانسین شدیم، انتظار داشتیم برنامه های خود را برای یک پروژه تحقیقاتی بر روی چندین گونه از حشرات که از درختان زندگی می کنند و تغذیه می کنند، نهایی کنیم. در عوض، جنگلی مملو از توده‌های تخم‌های قهوه‌ای قهوه‌ای پیدا کردیم. این توده‌ها که متعلق به گونه‌ای مهاجم به نام پروانه اسفنجی هستند، نقشه‌های ما را به پایان رساندند. می‌دانستیم که ظرف چند هفته، کرم‌های پروانه اسفنجی گرسنه جنگل را خالی خواهند کرد. با بررسی جنگل های آسپن در شفق نیوز همراه باشید.
ما اکولوژیست های شیمیایی هستیم که به این موضوع علاقه مندیم که چگونه شیمی گیاهان بر تعاملات بین گیاهان و حشرات تغذیه کننده گیاه تأثیر می گذارد. به عنوان دانشمندان باتجربه، دیده‌ایم که داستان‌های علمی خوب گاهی به جایی نزدیک به جایی که محققان ابتدا پیش‌بینی می‌کردند، ختم نمی‌شود. این یکی از آن داستان هاست. و مانند بسیاری از داستان های خوب، شرور، زیبایی، زهر و مرگ را در خود جای داده است.
پس از یک دوره اولیه پریشانی دست در مورد سرنوشت جنگل آسپن خود، ما برنامه های تحقیقاتی خود را تغییر دادیم. ما تصمیم گرفتیم به این موضوع بپردازیم که چگونه برگ‌زدایی – کلمه دیگری برای مصرف برگ – توسط یک گونه مهاجم ممکن است ترکیب شیمیایی گیاهان را به ضرر گونه‌های بومی تغییر دهد.
بازیکنان محیط زیست
همه گیاهان برای دفع علفخواران مانند حشرات که سعی در خوردن آنها دارند ترکیبات دفاعی تولید می کنند. این دفاع ها شامل مواد شیمیایی معروف مانند تانن ها، کافئین و سیانید است. به نوبه خود، حشرات سازگاری هایی با این دفاع های شیمیایی متناسب با گونه های خاصی که از آنها تغذیه می کنند، ایجاد کرده اند.
نتایج این مطالعه حتی ما را شگفت زده کرد و در سپتامبر 2023 در مجله Ecology and Evolution منتشر شد.
آسپن لرزان (آدم های لرزان) گسترده ترین گونه درختی در آمریکای شمالی است.
آسپن به عنوان یک گونه اصلی، غذا و سرپناه بسیاری از موجودات جنگلی را فراهم می کند. بدون این درختان، جنگل های بسیاری از آمریکای شمالی بسیار متفاوت به نظر می رسید. آسپن تا حدودی به دلیل شیمی منحصر به فردش از نظر زیست محیطی موفق بوده است. دسته ای از ترکیبات دفاعی به نام سالیسینوئید تولید می کند. در بیشتر شرایط، این دفاع‌ها باعث می‌شوند گیاه‌خواران به طور کامل برگ‌زدایی درختان را نکنند.
پروانه اسفنجی مهاجم (لیمانتریا دیسپار) مخرب ترین برگ ریزان جنگل های آسپن پهن برگ در آمریکای شمالی هستند. آسپن یک گیاه غذایی مورد علاقه پروانه های اسفنجی است که در اوایل تابستان از برگ های در حال رشد تغذیه می کند. در تراکم جمعیت بالا، پروانه های اسفنجی می توانند مناطق وسیعی از جنگل را از بین ببرند.
این کشتار ناشی از پروانه اسفنجی برای سایر حشرات که برای غذا به آسپن وابسته هستند، مانند پروانه ابریشم بومی، نوید خوبی ندارد. آنترئا پلیفموس، که از اواسط تا اواخر تابستان از آسپن تغذیه می کند.
یک آزمایش طبیعی
با این حال، در اوایل ژوئیه، درختان یک مجموعه کامل دیگر از برگ ها رشد کردند. دومین جنگل صخره ای با همان سن، که در 4 مایلی (6 کیلومتری) دورتر قرار دارد، برگ زدایی نداشت.
این ترکیب جنگل‌های آسیب‌دیده و آسیب‌دیده شرایط عالی را برای آنچه دانشمندان آزمایش طبیعی می‌نامند فراهم کرد. جنگل‌های آسیب‌دیده به‌عنوان یک کنترل تجربی عمل کردند که می‌توانیم آن را با جنگل آسیب‌دیده مقایسه کنیم تا عواقب برگ‌زدایی پروانه اسفنجی را برای حشراتی که در اواخر تابستان تغذیه می‌کنند، ارزیابی کنیم.
ما برگ‌های هر دو جنگل را در اواخر تابستان جمع‌آوری کردیم و آنها را برای سطوح سالیسینوئید تجزیه و تحلیل کردیم.
پیامدهای اکولوژیکی
تحقیقات ما برای اولین بار نشان داد که چگونه یک گونه مهاجم می تواند با سمی تر کردن منابع غذایی مشترک به گونه های بومی آسیب برساند. و این نوع پویایی اکولوژیکی به احتمال زیاد فقط به کاترپیلارهای پروانه صنوبر و ابریشم محدود نمی شود.
