Insecten die zijn aangepast aan permanent natte omgevingen, zoals tropische regenwouden, hebben de neiging het niet goed te doen als hun omgeving uitdroogt. Nieuw onderzoek dat deze woensdag is gepubliceerd, geeft aan dat ze mogelijk even afkerig zijn van hevige regenval.

De resultaten van een uitgebreide vijfjarige studie uitgevoerd in Peru toonden aan dat de biomassa van geleedpotigen met 50% is afgenomen na korte perioden van zowel droogte als meer neerslag. Als een van de weinige onderzoeken van deze omvang die in de tropen zijn uitgevoerd, suggereren de bevindingen dat terrestrische geleedpotigen, een groep die insecten en spinnen omvat, vatbaarder zullen zijn voor klimaatverandering dan eerder werd vermoed.

"Als we denken aan klimaatverandering, denken we meestal aan opwarmingstemperaturen, maar regenpatronen zullen ook veranderen, iets waar insecten bijzonder gevoelig voor lijken te zijn", zegt Felicity Newell, een postdoctoraal medewerker en voormalig doctoraalstudent met het Florida Museum of Natural History. "We zien dat extreme regenval op zeer korte termijn negatieve effecten kan hebben."

De insectenapocalyps krijgt nieuwe dimensies

De ontdekking van een Goudlokje-voorkeur voor precies de juiste hoeveelheid water maakt zijn debuut tegen een verontrustende achtergrond van bevolkingsafname. In de afgelopen twee decennia hebben duizenden studies de achteruitgang en het uitsterven van insecten gedocumenteerd op elk continent behalve Antarctica, een patroon dat sommigen de insectenapocalyps hebben genoemd.

Deze resultaten schetsen een grimmig maar onvolledig beeld. De meeste van deze onderzoeken zijn uitgevoerd in dichtbevolkte gematigde streken, terwijl de meest biodiverse ecosystemen van de planeet - de tropen - aanzienlijk minder aandacht hebben gekregen.

De helft van alle insectendiversiteit bevindt zich in de tropen, en als gevolg daarvan weten wetenschappers veel over slechts een klein deel van de bedreigde insectensoorten. Deze onbalans stelt strikte beperkingen aan het begrip van hoe insecten zullen omgaan met het complexe probleem van klimaatverandering.

"Een van de grootste uitdagingen is dat abiotische factoren zoals temperatuur en regenval meerdere dingen beïnvloeden. Ze kunnen zowel de groei van nieuwe bladeren als de geleedpotigen die zich ermee voeden beïnvloeden. In gematigde systemen is het moeilijk om de twee uit elkaar te halen, omdat ze vaak erg gesynchroniseerd," zei Newell.

In gematigde streken verlopen de seizoenen in een strakke lock-stap. Het leven roert en bloeit in de lente en de zomer, neemt dan af en sluimert in de herfst en winter. In de buurt van de evenaar zijn de jaarlijkse veranderingen minder uitgesproken. Natte en droge seizoenen zorgen voor ritmische variatie, maar door de constante temperaturen kunnen planten hun bladeren behouden en kunnen tropische ecosystemen het hele jaar door actief blijven.

Met een constante toevoer van plantenvoedsel is elke grote toename of afname van het aantal insecten waarschijnlijk het gevolg van veranderende klimaten. Voor wetenschappers zoals Newell die willen begrijpen hoe klimaatverandering de insectenpopulaties zal beïnvloeden, zijn de tropen de ideale plek om te studeren.

Insecten nemen af ​​in natte omstandigheden om onduidelijke redenen

Newell en co-auteur Ian Ausprey hebben tussen 2015 en 2019 samen tweeënhalf jaar veldwerk verricht langs de hellingen van het Andesgebergte in het noorden van Peru. Ze woonden en werkten samen met de inwoners van lokale dorpen en verzamelden meerdere keren per jaar insecten op locaties die meer dan 1.500 meter hoog waren. In totaal verzamelden ze meer dan 48.000 insecten, die ze vergeleken met regen- en temperatuurmetingen gedurende het hele jaar.

Ze verwachtten dat de overvloed aan insecten sterk verband zou houden met de groei van planten. Terwijl de meeste bomen en struiken hun bladeren niet verliezen in de tropen, valt de productie van jonge, soepele bladeren die de voorkeur genieten van plantenetende insecten samen met het begin van het regenseizoen. Maar dit is niet wat ze hebben gevonden. De blos van heldergroene groei, zoals geïnterpreteerd door satellietgegevens en door visuele inspectie in het veld, had slechts een klein effect op de biomassa van insecten.

In plaats daarvan was regen de grootste voorspeller van hoeveel insecten je op een bepaalde locatie zou verwachten.

"De biomassa van geleedpotigen nam af na drie maanden droog weer, maar nam ook af na drie maanden van uitzonderlijk natte omstandigheden," zei Newell. "Biomassa piekte bij tussentijdse regenval, waardoor een dynamisch evenwicht ontstond tussen te nat en te droog."

Newell en Ausprey gingen nog een stap verder door te proberen het exacte mechanisme achter de dalingen te achterhalen. Ze voerden uitdrogingsexperimenten uit op insecten die in het veld waren verzameld. De meeste van hun exemplaren vonden het moeilijk om zelfs maar een kleine vermindering van de luchtvochtigheid het hoofd te bieden. Dit gold met name voor kleine insecten; hun grotere oppervlakte-tot-volume-verhouding maakt ze bijzonder gevoelig voor uitdroging.

Onderzoekers kunnen echter niet verklaren waarom natter dan gemiddelde omstandigheden problematisch zijn. Theorieën variëren van de fysieke schade die kleine insecten oplopen door bekogeld te worden met regendruppels tot kortere foerageertijden als gevolg van frequentere stormen. Een ander idee stelt dat koelere temperaturen door langdurige bewolking de groei en ontwikkeling van insecten kunnen belemmeren.

"Eén hypothese is dat er tijdens het regenseizoen meer schimmelsporen zijn, wat zou resulteren in een groter voorkomen van entomopathogene schimmels," zei Newell. Dergelijke schimmelpathogenen die op insecten jagen, komen veel voor in tropische ecosystemen. Infectie resulteert vaak in de dood van de insectengastheer, maar pas nadat hun gedrag radicaal is veranderd om een ​​optimale verspreiding voor de volgende partij sporen te garanderen, zoals het geval is voor de zombiemier.

Wat de reden ook is, de auteurs maken zich zorgen over wat hun resultaten zouden kunnen betekenen voor insecten en de dieren die ervan afhankelijk zijn in een snel opwarmende wereld. Door hun in het veld verzamelde informatie te combineren met 50 jaar regionale regenvalgegevens, ontwikkelden ze ook een voorspellend model dat zou kunnen helpen de "zwarte doos" van ecosysteemfunctie en -respons te ontwarren. Hun model suggereert dat insecten een van de eerste organismen zullen zijn die reageren als de omstandigheden blijven verschuiven naar een gevaarlijk onevenwichtig klimaat.

"Insecten zijn ongelooflijk divers en belangrijk. Ze vervullen de ecosysteemrollen van bestuiving en ontbinding, en ze dienen als voedselbron voor veel vogels en zoogdieren," zei Newell. "Ons voorspellend model laat zien dat insecten reageren op extreme regenval, maar hoe ze op de lange termijn reageren op veranderende klimaten valt nog te bezien." + Verder verkennen

Insecten hebben moeite om zich aan te passen aan extreme temperaturen, waardoor ze kwetsbaar zijn voor klimaatverandering, zo blijkt uit onderzoek