Zależności między cechami historii życiowych i cechami behawioralnymi u gatunku o złożonym cyklu rozwojowym w gradiencie różnych warunków środowiskowych

W moim projekcie poszukuję odpowiedzi na pytanie, w jaki sposób zmiany klimatu mogą wpłynąć na zmiany liczebności populacji i przesunięcia zasięgu euroazjatyckich ważek. Ponieważ z reguły w centrum zasięgu populacje gatunków są liczniejsze, a co za tym idzie mają lepszą „kondycję” genetyczną, w projekcie założyłem, że owady pochodzące z Polski (centrum zasięgu) powinny sobie lepiej radzić ze zmianami w środowisku w porównaniu do populacji z północnego (Szwecja) i południowego (Francja) skraju zasięgu.

Moje badania rozpoczynają się od pozyskania jaj ważki pałątki pospolitej (Lestes sponsa) z tych trzech miejsc; odległość między skrajnymi populacjami wynosi 2800 km. Zebrane jaja inkubowane są w komorach klimatycznych, w których zaprogramowana jest długość dnia i temperatura imitujące naturalne warunki. W trakcie hodowli wykonuję pomiary rozmiarów jaj i długości ich rozwoju, tempa wzrostu larw oraz wielkości dorosłych ważek. Są to tzw. cechy historii życiowych - cechy ważne dla osiągnięcia sukcesu reprodukcyjnego. Ponieważ najszybszą reakcją zwierząt na zmiany w środowisku jest modyfikacja zachowania, w projekcie badam również różnice m.in. w aktywności i efektywności żerowania poszczególnych osobników, gdyż cechy te mają wpływ na przeżywalność. Za pomocą analiz statystycznych szacuję, jak wielka jest różnorodność każdej z cech (określam tzw. zmienność oraz plastyczność) i dokonuję porównania między regionami. Pozwala mi to sprawdzić, czy badane organizmy mają zdolność do modyfikacji cech (np. czy mogą znacząco przyspieszać lub zwalniać swój rozwój) w odpowiedzi na zmiany środowiskowe.

Sprawdzam również, czy zachodzą wzajemne oddziaływania między wybranymi cechami. Jeżeli są one ze sobą powiązane genetycznie, mogą podlegać ewolucji jako całe „pakiety”. Zatem zmiana wartości jednej cechy, będzie skutkowała zmianami w kolejnej. Przykładowo, larwa ważki, w odpowiedzi na cieplejszą wiosnę, może przyspieszyć rozwój i przeobrazić się wcześniej, jednak wskutek tego osiągnie mniejsze rozmiary ciała, co z kolei może negatywnie wpłynąć na liczbę lub kondycję potomstwa. Taka sytuacja może z kolei doprowadzić do wygaśnięcia populacji, czyli skurczenia się zasięgu gatunku.

Na podstawie tych analiz próbuję przewidzieć, czy badane organizmy będą przystosowywać się do nowych warunków klimatycznych, ewoluować, czy też dojdzie do zmiany zasięgu geograficznego gatunku.

Międzynarodowy Zespół ds. Zmian Klimatu prognozuje, że zmiany klimatyczne będą postępować, co może mieć kluczowe znaczenie dla funkcjonowania całych ekosystemów. Różne grupy roślin i zwierząt mogą reagować inaczej i trudno przewidzieć kierunek tych zmian zwłaszcza, że ich tempo różni się między regionami. Dlatego konieczne jest badanie reakcji poszczególnych gatunków i porównywanie oddalonych od siebie populacji. Wyniki moich badań pomogą między innymi w ocenie zagrożenia cennych gatunków ważek (oraz innych chronionych organizmów o podobnych cyklach życiowych) w kontekście zmian klimatycznych.

mgr inż. Szymon Śniegula

Doktorant w Instytucie Ochrony Przyrody PAN w Krakowie. Do jego głównych zainteresowań badawczych należą cechy ściśle powiązane z sukcesem rozrodczym (tzw. cechy historii życiowych), takie jak np. tempo wzrostu, czy rozmiary ciała oraz zachowania organizmów. Zajmuje się badaniem istotności czynników środowiskowych (długość sezonu, temperatura, długość dnia) w odniesieniu do regulacji tych cech, a obiekt jego badań stanowią ważki. W ramach realizowanego projektu współpracuje z naukowcami z Uniwersytetu Jagiellońskiego oraz Uniwersytetu w Uppsala (Szwecja), gdzie odbył staż naukowy.

Data publikacji: 25.09.2013