Сложный характер причин и следствий часто иллюстрируют фразой о бабочке, которая машет крыльями в Бразилии и вызывает этим торнадо в Техасе. Новое исследование посвящено обратному влиянию, когда климатические явления определяют жизнь бабочек. Зато этот эффект не метафорический, а полностью реальный. Ученые выявили связь между погодными условиями в Африке южнее Сахары и численностью бабочек репейниц в Европе на следующий год.
Репейница (Vanessa cardui) — одна из самых широко распространенных бабочек в мире, не случайно одно из ее названий в англоязычной литературе — cosmopolitan («космополит»). Она не встречается лишь в Антарктиде и Южной Америке. Только в Европе численность этого вида достигает десятков миллионов. Подобно североамериканской бабочке-монарху, репейница ежегодно совершает впечатляющие миграции, протяженность ее путешествий туда и обратно — от 12 000 до 14 500 километров. Ее перелеты входят в число самых дальних известных ученым ежегодных миграций насекомых. Репейницы движутся стаями и преодолевают за день до 500 километров, используя попутные ветры.
О том, что репейницы каждый год прилетают из Африки в Европу, ученые знали довольно давно. Но в течение нескольких десятилетий продолжались споры о том, совершают ли потомки этих бабочек обратный путь на юг (взрослые репейницы живут лишь около двух недель, так что миграция этих бабочек занимает несколько поколений). Позже осенняя миграция на юг была подтверждена. Исследования последних десятилетий показывают, что репейницы пролетают от тропической Африки до Севера Европы и обратно за шесть поколений. Подразделение радарной энтомологии британского центра сельскохозяйственных исследований Rothamsted Research в 2012 году обнаружило, что осенние миграции происходят на большой высоте, это объясняет, почему эти миграции редко наблюдаются. Эксперименты показывают, что выращенные в лабораторных условиях бабочки всё равно способны находить направление на юг для осеннего перелета.
В последние годы, благодаря проекту гражданской науки The Worldwide Painted Lady Migration, который координирует Институт эволюционной биологии в Барселоне, стали обнаруживаться огромные масштабы миграции. Например, некоторые бабочки мигрировали из Исландии в пустыню Сахара и даже дальше на юг. Аналогичные европейским миграции существуют и у репейниц Северной Америки. Иногда крупные стаи летящих репейниц достигают размера более ста километров и отмечаются радиолокаторами Национальной службы погоды США.
Модели миграции репейниц очень неустойчивы: меняются как маршруты, так и численность бабочек. Некоторые данные свидетельствуют, что глобальные климатические явления, такие как Эль-Ниньо, могут влиять на миграционное поведение репейниц, вызывая самые крупномасштабные миграции. Картина перелетов репейниц в северной Европе, по-видимому, не следует строгому северо-западному направлению, а год от года меняется. Разнообразие маршрутов предполагает, что летящие бабочки могут корректировать свои перемещения в соответствии с местными топографическими особенностями и погодой, например, под влиянием сильных ветров.
Количество прилетающих в Европу из Африки бабочек год от года может различаться в сто раз. Эксперты давно подозревали, что колебания весенней численности в Средиземноморье связаны с тем, что условия в Африке повлияли на успех размножения более раннего поколения. Чтобы подтвердить это, эколог Джейсон Чепмен (Jason Chapman) из Университета Эксетера и его коллеги собрали данные наблюдений за бабочками от Западной Африки до Западной Европы за 21 год, а также соответствующие данные об условиях окружающей среды и спутниковые измерения количества растительности. Исследователи обнаружили, что на весеннюю численность бабочек в Европе сильно влияет количество муссонных дождей в западной части Африки к югу от Сахары в предшествующие лето и осень.
Усиление дождей вызывает более активный рост растительности, которой зимой питаются гусеницы репейниц. Влажные годы, по-видимому, привели к всплескам численности репейниц в Европе в 2009, 2015 и в нынешнем году. Также на количество репейниц влияют годовые колебания растительности в северо-западной Африке, где бабочки делают промежуточную остановку по пути в Европу.
Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
