Продолжая с того места, где остановились Бойер и Зедлер, биолог из SDSU Джереми Лонг в настоящее время продолжает изучать аспекты этих отношений. То, что он обнаружил до сих пор, предполагает, что не просто сказать, что слишком много насекомых заклинают смерть растения-хозяина. Вместо этого его исследование предполагает сложное взаимодействие между насекомыми, ростом растений и общим стрессом болотной среды.Знание о том, как эти организмы взаимодействуют, может помочь защитникам природы защитить исчезающие виды, привести к более здоровой среде болот, созданной человеком, и дать экологам представление о том, что изменение климата может означать для будущего болот.
Городская природаСвитуотер Марш, расположенный к южной оконечности залива Сан-Диего, представляет собой исследование дуализма городского природного заповедника. Возвышающиеся танкеры закрывают горизонт за обширным полем кордовых трав и маринованных трав. Над головой летают цапли и цапли, а также самолеты и вертолеты.
Пятиминутная поездка приведет вас в центр Сан-Диего, но пятиминутная прогулка к заливу погрузит вас по щиколотку в приливный ил, наполненный улитками, губками и морскими брызгами.Ряд находящихся под угрозой исчезновения растений и животных называют это солончаковое болото своим домом. Один из них — легконогая хлопушка, длинноногая болотная птица цвета корицы и серого цвета, обитающая только в Южной Калифорнии и на севере полуострова Баха.
Эта птица вьет гнездо в мелкой слякоти болота, образуя свой дом из нитей калифорнийского кордграсса Spartina foliosa. Гнезда плавают и покачиваются во время приливов и отливов.
Еще одно болотное существо полагается на ту же самую траву: Haliaspis spartinae, также известную как щитовки. Эти насекомые размером с булавочную головку образуют белую защитную броню, которая позволяет им жить и питаться на протяжении всей своей жизни на одном лезвии кордграсса.Финансируемый грантом California Sea Grant, Лонг намеревался выяснить, как именно эти щитовки влияют на рост кордграсса.Концентрация на кордграссе
Для своего исследования Лонг и Лаура Портурас, в то время младший научный сотрудник SDSU, провели три эксперимента на болоте. Во-первых, они посещали болото один раз в неделю и использовали зубные щетки, чтобы удалить щитовку с коровьей травы на определенных культурах. Они позволяют щитовкам заниматься своими обычными делами на другом наборе растений.
Через 20 недель они сравнили нормально зараженные растения с очищенными от щетины.«Мы увидели серьезные негативные последствия от насекомых-щитовок», — сказал Лонг.
Растения с щитовками были короче, весили меньше и отмирали раньше в сезоне, чем счищенная кордрава. По словам Лонга, это имеет смысл, поскольку щитовки поглощают сахар и питательные вещества из коровьей травы.
Но ему было любопытно, может ли играть роль еще один фактор: засоление почвы. Соленость — это постоянно меняющаяся переменная в солончаке, и растения, подобные кордграссу, должны расходовать энергию на фильтрацию и выделение соли.Поэтому он провел второй эксперимент в лаборатории, выращивая кордграсс с щитовками и без них в пресной или морской воде.
К его удивлению, пресноводный вьюнок на самом деле стал выше, когда он был заражен щитовкой, чем когда это не было.Сначала Лонг был озадачен. Почему оказалось, что эти насекомые помогают кордграссу расти в пресной воде, а не в соленой? Потом у него возникла идея.
Компенсация потребления«В биологии растений есть идея, называемая« гипотезой компенсирующего континуума », согласно которой растения могут компенсировать выпас, увеличивая свой рост, но эта способность изменяется в зависимости от стресса окружающей среды», — сказал Лонг.Что касается того, почему кордграсс, казалось, перекомпенсировал его в пресной воде, но не в морской, Лонг подумал, что, возможно, усилия, необходимые для фильтрации морской воды, были слишком велики для кордграсса, слишком сильно нагружая его, чтобы компенсировать его. В отсутствие стресса начиналась сверхкомпенсация.«Мы выдвинули гипотезу, что когда эти растения не подвергаются стрессу, они могут компенсировать выпас [щитовку] за счет большего роста», — сказал Лонг.
Чтобы проверить это, Лонг провел третий эксперимент. Вернувшись в солончак, он повысил соленость некоторых мест кордграсса, добавив соль местного производства, а затем повторил свой эксперимент с зубной щеткой в этих местах, стряхивая насекомых с одних растений, но не с других.
Он обнаружил, что как только соленость становится достаточно высокой, положительный эффект от удаления щитовок сводится на нет. Другими словами, как только вода становится слишком соленой, не имеет значения, заражены насекомые или нет; растение в любом случае растет одинаково.
Соль землиОбъединив результаты всех трех экспериментов, Лонг пришел к выводу, что соленость является ключевым фактором того, влияют ли щитовки положительно или отрицательно на рост кордегры.
На этой неделе Лонг и Портурас опубликовали свои выводы в PLOS ONE.«Эти растения всегда пытаются бороться с заражением за счет чрезмерной компенсации и увеличения роста», — сказал он. «Но когда растение становится слишком напряженным из-за соли, оно больше не заботится о насекомых».Это важная информация для экологов и представителей дикой природы, которые управляют болотами, а также для будущих усилий по созданию антропогенных солончаков. Кроме того, поскольку изменение климата повышает уровень моря, естественный уровень солености болота может увеличиваться.
Лонг подчеркнул, что здоровье кордграсса важно не только для хлопушек. Это важный элемент окружающей среды для всех нас.«Этот завод выполняет множество функций», — сказал он. «Он помогает улавливать углекислый газ. Он предотвращает эрозию.
Он служит буфером для речного стока в океан. Это действительно инженер его экосистемы».