热带昆虫对气候变化极为敏感

在秘鲁进行的一项为期五年的广泛研究的结果显示，在短期干旱和降水增加之后，节肢动物的生物量下降了 50%。作为在热带地区进行的为数不多的此类研究之一，研究结果表明，包括昆虫和蜘蛛在内的陆生节肢动物将比以前怀疑的更容易受到气候变化的影响。

“大多数时候，当我们考虑气候变化时，我们会考虑气温升高，但降雨模式也会发生变化，这似乎是昆虫特别敏感的事情，”博士后助理和前博士生 Felicity Newell 说。佛罗里达自然历史博物馆。“我们看到极端降雨会在很短的时间内产生负面影响。”

昆虫启示录呈现出新的维度

在令人担忧的人口下降背景下，金发姑娘偏爱适量水的发现首次亮相。在过去的二十年里，数以千计的研究记录了除南极洲以外的每个大陆的昆虫衰退和灭绝，一些人将这种模式称为昆虫末日。

这些结果描绘了一幅鲜明但不完整的画面。这些研究大部分是在人口稠密的温带地区进行的，而地球上生物多样性最丰富的生态系统——热带地区——受到的审查要少得多。

所有昆虫多样性的一半都生活在热带地区，因此，科学家们只知道一小部分濒临灭绝的昆虫物种。这种不平衡对理解昆虫如何应对复杂的气候变化问题造成了严格的限制。

“最大的挑战之一是温度和降雨等非生物因素会影响多种因素。它们会影响新叶的生长和以它们为食的节肢动物。在温带系统中，很难将两者分开，因为它们经常非常同步，”纽厄尔说。

在温带地区，季节以紧密的步调进行。生命在春夏繁盛，在秋冬凋零。在赤道附近，每年的变化不太明显。潮湿和干燥的季节会产生有节奏的变化，但一致的温度使植物能够保留它们的叶子和热带生态系统，从而全年保持活跃。

随着植物食物的不断供应，昆虫数量的任何大幅增加或减少都更有可能是气候变化的结果。对于像纽厄尔这样想了解气候变化将如何影响昆虫种群的科学家来说，热带地区是理想的研究地点。

Newell 和合著者 Ian Ausprey 在 2015 年至 2019 年期间总共花了两年半的时间在秘鲁北部安第斯山脉的斜坡上进行实地工作。他们与当地村庄的居民一起生活和工作，一年中多次在海拔超过 4,500 英尺的地点收集昆虫。他们总共收集了超过 48,000 只昆虫，并将其与全年的降雨量和温度测量值进行了比较。

他们预计昆虫的丰度将与植物的生长密切相关。虽然大多数树木和灌木在热带地区都不会失去叶子，但草食性昆虫青睐的年轻、柔软的叶子的产生恰逢雨季的开始。但这不是他们发现的。根据卫星数据和现场目视检查，明亮的绿色生长对昆虫生物量的影响很小。

相反，降雨量是您可能期望在给定位置找到多少昆虫的唯一最大预测因素。

“经过三个月的干旱天气后，节肢动物的生物量减少了，但在三个月的异常潮湿条件下，它也减少了，”纽厄尔说。“生物量在中间降雨时达到峰值，在太湿和太干之间形成动态平衡。”

Newell 和 Ausprey 更进一步，试图确定下降背后的确切机制。他们对田间采集的昆虫进行了干燥实验。他们的大多数标本发现即使是湿度的小幅降低也难以应对。小昆虫尤其如此。它们更大的表面积与体积比使它们特别容易变干。

然而，研究人员无法解释为什么高于平均水平的条件是有问题的。理论范围从小昆虫被雨滴击中受到的物理伤害到更频繁的风暴导致觅食时间减少。另一种观点认为，长时间云层覆盖导致的较低温度可能会阻碍昆虫的生长和发育。

“一个假设是在雨季有更多的真菌孢子，这将导致更多的昆虫病原真菌发生，”纽厄尔说。这种以昆虫为食的真菌病原体在热带生态系统中很常见。感染通常会导致昆虫宿主死亡，但只有在它们的行为已经彻底改变以确保下一批孢子的最佳传播之后，就像僵尸蚂蚁一样。

不管是什么原因，作者担心他们的结果可能预示着昆虫和在迅速变暖的世界中依赖它们的动物。将他们在现场收集的信息与 50 年的区域降雨数据相结合，他们还开发了一个预测模型，可能有助于解开生态系统功能和响应的“黑匣子”。他们的模型表明，如果条件继续向危险的不平衡气候转变，昆虫将成为第一批做出反应的生物之一。

“昆虫非常多样化和重要。它们扮演着授粉和分解的生态系统角色，它们是许多鸟类和哺乳动物的食物资源，”纽厄尔说。“我们的预测模型表明，昆虫会对极端降雨做出反应，但它们如何长期应对不断变化的气候仍有待观察。”

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