science >> Wetenschap >  >> Natuur

Motten in modder kunnen prehistorische geheimen onthullen

Dead Spruce Budworm-motten (Choristoneura fumiferana) drijvend op het oppervlak van een boreaal meer tijdens een periode van insectenuitbraak in 2017. Het meer ligt ten noorden van Lake Saint-Jean in Quebec, Canada. Krediet:Emy Tremblay, Karoline Pitre, Miguel Montoro Girona, Lionel Navarro, Guillaume Grosbois

Mottenschubben, bewaard in de modder van een naaldbosmeer, zijn gebruikt om uitbraken van deze insecten in de afgelopen 10 te identificeren, 000 jaar. Deze baanbrekende nieuwe techniek, gerapporteerd in het open-access tijdschrift Grenzen in ecologie en evolutie , kan ons meer vertellen over de frequentie en intensiteit van vroegere en toekomstige insectenepidemieën, hun impact op het bosmilieu en hoe ze verband houden met klimaatverandering.

"Dit is een spannende ontdekking, die onze kennis van prehistorische bosecosystemen aanzienlijk zal vergroten, " zegt dr. Miguel Montoro Girona, mede-hoofdauteur van dit artikel, gevestigd aan de Zweedse Universiteit voor Landbouwwetenschappen, Umeå, Zweden. "Het is vergelijkbaar met de fossiele pollen- en houtskoolmarkers in sedimenten, die een revolutie teweegbracht in prehistorisch onderzoek om informatie over planten te verschaffen, klimaat en bosbranden die duizenden jaren teruggaan. Onze nieuwe methode is toepasbaar op veel ecosystemen waar motten en vlinders een duidelijke invloed hebben op het landschap."

Motten zijn een van de meest voorkomende en herkenbare insecten ter wereld. In de boreale bossen van Noord-Amerika, die voornamelijk bestaan ​​uit naaldhout, groenblijvende bomen, de larve van een nachtvlindersoort - de sparrenknopworm - kan periodiek ernstige en wijdverbreide schade aanrichten. Dit leidt tot miljoenen dollars aan verloren inkomsten voor de boseconomie.

Het was tijdens een routinematige observatie van een van deze uitbraken dat de onderzoekers een 'eureka'-moment hadden.

Duizenden schubben bedekken het motlichaam en de vleugels als dakspanen op een dak, gerangschikt in rijen en verankerd in een socket. Afbeelding gemaakt met een x100 optische microscoop van de Université de Québec à Chicoutimi. Schaalgrootte =50 μ; originele kleur is gewijzigd. Krediet:Emy Tremblay, Hubert Morin, Miguel Montoro Girona.

"Samen met een insectenspecialist we hebben onlangs een 'vreemde' structuur geïdentificeerd in het meerwatermonster van een collega, wat een schub van een vlindervleugel bleek te zijn, " zegt dr. Hubert Morin, co-auteur, gevestigd aan de Universiteit van Québec, Canada. "Daarna, tijdens een uitbraak van Spruce Budworm, Ik zag dat de meren bedekt waren met dode motten. Wetende dat ze zijn gemaakt van een materiaal dat waarschijnlijk goed wordt bewaard in de sedimenten van meren, Ik realiseerde me dat ze het potentieel hadden om informatie te verstrekken over deze zwermen die duizenden jaren teruggaan."

Dit vermoeden bleek te kloppen. Het nemen van een 5 meter lange kern van sediment uit een bosmeer in de buurt van Québec, die 10 vertegenwoordigde, 000 jaar aan sedimentafzetting, de onderzoekers van de Universiteit van Québec besteedden vijf jaar aan het perfectioneren van hun extractiemethode, onderzoeken en tellen van mottenschubben onder de microscoop van elke sedimentlaag.

"Onze analyse onthulde pieken van mottenschubben die overeenkwamen met bekende perioden van insectenuitbraak. Dit betekent dat we kunnen bepalen wanneer deze epidemieën plaatsvonden voordat de registratie begon, " zegt Dr. Lionel Navarro mede-hoofdauteur, gevestigd aan de Universiteit van Québec, die veel tijd in het laboratorium hebben doorgebracht om deze monsters te verwerken. "Deze nieuwe methode zal een enorme hulp zijn voor toekomstig onderzoek op gebieden zo breed als ecologie en evolutie, behoud van de biodiversiteit, klimaatverandering en bosbouw."

De diversiteit in vormen en kleuren maakt mottenschubben een potentiële proxy om Lepidoptera-soorten te identificeren. Afbeelding gemaakt met een optische microscoop van de Université de Québec à Chicoutimi. Schaalgrootte =50 μ. Krediet:Emy Tremblay, Miguel Montoro Gerona

De auteurs leggen uit, "Met de Spruce Budworm als voorbeeld, motten en vlinders kunnen een van de belangrijkste natuurlijke verstoringen zijn, het veranderen van de bosstructuur en de soortensamenstelling, met sterke economische gevolgen voor bosbouw en landbouw. Ze zijn een 'paraplusoort' - de op één na meest diverse diergroep ter wereld - dus het verbeteren van ons begrip van deze wezens zal op zijn beurt veel informatie opleveren over andere soorten en de toestand van het ecosysteem waarin ze zich bevinden."

Ze gaan door, "Momenteel, klimaatverandering is een van de grootste uitdagingen van onze planeet. Het begrijpen van onze ecosystemen uit het verleden is essentieel om de toekomst te voorspellen. Op basis van klimaatvoorspellingen, insectenuitbraken zullen vaker voorkomen, met een hogere ernst. Onze nieuwe techniek kan ons helpen begrijpen hoe motten en vlinders reageren op verschillende klimaatscenario's en veranderingen in het milieu, zodat we hun reactie op klimaatverandering kunnen voorspellen, evenals hun kwetsbaarheid en uitstervingsrisico."