По мере роста температуры многие виды насекомых смещаются вверх по горным склонам, где сохраняется более прохладный климат. Однако на больших высотах им приходится сталкиваться с нехваткой кислорода и падением плотности воздуха, сообщает Earth.com.
Биологи Университета Монтаны проанализировали результаты исследований, которые проводились на протяжении нескольких десятилетий. Ученых интересовало, как организм насекомых реагирует на снижение атмосферного давления и доступности кислорода. Оказалось, что физиологические ограничения сильно зависят от стадии развития и уровня активности.
В состоянии покоя ухудшение работы организма обычно начинается при парциальном давлении кислорода от 1 до 5 килопаскалей — в природе такие условия возникают лишь на экстремальных высотах. Совсем иная картина наблюдается у быстро растущих личинок и взрослых особей во время полета: для них опубликованные пороговые показатели в основном находятся в диапазоне 12–18 килопаскалей. Значительная часть значений сосредоточена около 15,5 килопаскаля, что соответствует высоте примерно 2500 метров.
Дополнительной нагрузкой становится сам полет. В менее плотной атмосфере крыльям сложнее создавать необходимую подъемную силу. Эксперименты с орхидейными пчелами показали, что в искусственно разреженной газовой смеси они сохраняли способность зависать в воздухе, однако затрачивали на это на 38–50% больше механической мощности.
С высотой может усиливаться и потеря влаги. Особенно заметным этот эффект становится у насекомых, которые поддерживают высокую температуру тела во время активности. Расчеты показали, что при температуре тела около 35 °C на высоте 4000 метров расход воды может быть примерно в семь раз выше, чем у холодного насекомого в состоянии покоя.
Особые трудности возникают у видов, чьи личинки развиваются под водой. Сочетание меньшего атмосферного давления и особенностей растворения и переноса кислорода в воде способно дополнительно сокращать его доступность для водных насекомых.
При этом авторы обзора предупреждают, что имеющиеся результаты нельзя считать универсальной высотной границей. Почти все пороговые показатели были получены в опытах с насекомыми из низин или выращенными на небольшой высоте. Представители этой группы животных способны перестраивать трахейную систему при нехватке кислорода, поэтому популяции, давно живущие в горах, могут переносить такие условия иначе.
Необходимость дальнейших исследований становится особенно актуальной на фоне изменений численности насекомых в горах. Так, на одном высокогорном лугу в Колорадо за два десятилетия их количество уменьшилось более чем на 70%.
