Биологи спрогнозировали численность вредителей леса с точностью до 90%

Биологи вывели математическое уравнение, которое описывает динамику численности лесных насекомых-вредителей.

Этот инструмент позволил авторам найти различия между видами, для которых характерны вспышки размножения, и теми, чья численность в течение многих лет остается стабильной. Полученные данные помогут выявлять потенциально опасных насекомых, для которых ранее не были зарегистрированы вспышки, но которые могут начать массово размножаться.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Chaos, Solitons and Fractals.

Численность насекомых-вредителей в лесах год от года меняется, и на нее влияет множество факторов, например, количество хищников, погодные условия и доступность пищи. Наибольшую опасность представляют так называемые «вспышечные» виды, популяции которых могут резко увеличиться от единиц до десятка тысяч особей на растение, например дерево. При этом остается не до конца понятным, почему одни насекомые могут так резко повышать свою численность и приводить к массовой гибели деревьев, а другие нет. Чтобы решить этот вопрос, экологи с помощью математического моделирования ищут общие свойства „вспышечных“ видов, которые оказывают влияние на их численность при самых разных условиях обитания.

Ученые из Центра по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН (Москва) и Института систематики и экологии животных СО РАН (Новосибирск) исследовали 15 видов насекомых-вредителей, встречающихся в лесах на территории России, Европы и Северной Америки и поражающих как лиственные, так и хвойные деревья. В их число вошли сибирский и непарный шелкопряды, шелкопряд-монашенка, сосновая пяденица, лиственничная серая и зеленая дубовая листовертки, а также другие широко распространенные виды.

В работе биологи использовали литературные данные, а также результаты собственных многолетних наблюдений. По ним авторам удалось проследить, как менялось количество насекомых за сроки от 14 до 120 лет. Неодинаковая длительность наблюдений была связана с тем, что для разных видов доступные данные отличались. Так, например, история популяции лиственничной серой листовертки, обитающей в Швейцарии, известна с 1858 по 1978 год (120 лет), а одна из популяций непарного шелкопряда в Московской области — только с 1950 по 1964 (14 лет).

Опираясь на данные о численности вредителей и площади пораженных ими лесов в разные годы, исследователи разделили всех насекомых на две группы. В первую вошли те, чьи популяции были стабильными на протяжении всего исследуемого периода, то есть вспышек размножения этих видов не наблюдалось. Вторая группа была представлена «вспышечными» насекомыми, численность которых в разные годы могла различаться в сотни раз. Для каждого варианта авторы рассчитали коэффициент, отражающий, насколько популяция насекомых стабильна или, наоборот, зависима от внешних факторов (количества пищи и хищников).

В результате биологи вывели простое уравнение — так называемую авторегрессионную модель. Она с точностью до 90% описывает динамику численности «вспышечных» видов насекомых — от состояния разреженной популяции до популяции на пике численности. Для всех изученных „вспышечных“ видов, таких как сибирский и непарный шелкопряды, сосновая пяденица, серая лиственничная листовертка и других, параметры этого уравнения, отражающие, как регулируется численность насекомых, оказались близки друг к другу. При этом коэффициент устойчивости таких популяций был очень низким, что и объясняет сильные колебания их численности. У видов, для которых не характерны вспышки размножения, этот параметр был высоким, поэтому для них свойственна стабильно низкая численность популяций.

Нам удалось понять, почему существуют» ‎вспышечные»‎ виды, и узнать, как» ‎тихий»‎, незаметный вид может превратиться во врага растений. За последние десятилетия такие случаи неоднократно описаны. С помощью предложенной модели можно будет искать среди миллионов видов насекомых те виды, которые представляют потенциальную опасность, и отслеживать динамику их численности, — рассказывает участник проекта, поддержанного грантом РНФ, Владислав Суховольский, доктор биологических наук, профессор, сотрудник Центра по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН (Москва).

Ранее ученые заявили, что насекомые-вредители могут спасти человечество.

Фото: Гусеница непарного шелкопряда. Источник: Вячеслав Мартемьянов.

29.01.2025


Подписаться в Telegram



Биосфера

Шотландия призывает волков, чтобы сохранить леса и климат
Шотландия призывает волков, чтобы сохранить леса и климат

Новое исследование ученых из Университета...

Апеннинские медведи борются за выживание из-за слабой батарейки
Апеннинские медведи борются за выживание из-за слабой батарейки

Апеннинский бурый медведь, или марсиканск...

Как стерхи вернулись: история успеха экологического проекта
Как стерхи вернулись: история успеха экологического проекта

Якутские ученые, изучающие птиц, насчитали око...

Масляные секреты червей: как химия поверхности меняет их жизнь
Масляные секреты червей: как химия поверхности меняет их жизнь

Новое исследование показало, как устроена...

Витамины для коров и быки весом в тонну: прорыв от СПбГУВМ
Витамины для коров и быки весом в тонну: прорыв от СПбГУВМ

Профессор Елена Корочкина из Санкт-Петерб...

SciAdv: Секрет меха белого медведя может спасти от наледи лопасти и крылья
SciAdv: Секрет меха белого медведя может спасти от наледи лопасти и крылья

Природная способность меха белого медведя прот...

Биологи спрогнозировали численность вредителей леса с точностью до 90%
Биологи спрогнозировали численность вредителей леса с точностью до 90%

Биологи вывели математическое уравнение, котор...

Магнитные бури мешают простейшим животным кушать и размножаться
Магнитные бури мешают простейшим животным кушать и размножаться

Нейробиологи установили, что высокая солн...

Синие кольца на деревьях и кустарниках говорят о холодах в прошлом
Синие кольца на деревьях и кустарниках говорят о холодах в прошлом

Когда наступают холода, даже крепкие деревья и...

WOAH: В Германии впервые с 1988 года наблюдается вспышка ящура
WOAH: В Германии впервые с 1988 года наблюдается вспышка ящура

Правительство Великобритании усилило меры биол...

Nature Food: Ученые обосновали академическую ценность навоза
Nature Food: Ученые обосновали академическую ценность навоза

Исследователи использовали данные о навоз...

NatComm: В щупальцах осьминога больше нейронов, чем в мозге
NatComm: В щупальцах осьминога больше нейронов, чем в мозге

Щупальца осьминогов двигаются с невероятн...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

IT-бум в Костроме: как новый корпус школы для айтишников изменит регион
IT-бум в Костроме: как новый корпус школы для айтишников изменит регион
Две казанские студентки, одно изобретение и большой шаг для экологии
Две казанские студентки, одно изобретение и большой шаг для экологии
Вода без яда: как томские ученые победили мышьяк
Вода без яда: как томские ученые победили мышьяк
Почему молодежь не хочет детей: цифры, игры и страх будущего
Почему молодежь не хочет детей: цифры, игры и страх будущего
GPT PHI-4 в деле: автоматизация облачных серверов стала проще
GPT PHI-4 в деле: автоматизация облачных серверов стала проще
Инновации в действии: что обсудят на Форуме технологий в Москве
Инновации в действии: что обсудят на Форуме технологий в Москве
Алмазы и технологии: МИФИ и Пекинский университет объединяют научные порывы
Алмазы и технологии: МИФИ и Пекинский университет объединяют научные порывы
Отключи интернет — почувствуй себя лучше: как два часа в день меняют жизнь
Отключи интернет — почувствуй себя лучше: как два часа в день меняют жизнь
Генетические ножницы CRISPR: новый шаг к лечению синдрома Дауна
Генетические ножницы CRISPR: новый шаг к лечению синдрома Дауна
Наука и Победа: школьники Чечни вспомнили великие достижения советских ученых
Наука и Победа: школьники Чечни вспомнили великие достижения советских ученых
Атомный ренессанс: Швеция возвращается к ядерной энергии
Атомный ренессанс: Швеция возвращается к ядерной энергии
Невидимая угроза: что скрывается в воздухе общественных туалетов
Невидимая угроза: что скрывается в воздухе общественных туалетов
Как Плутон потерял статус планеты и что нашли ученые
Как Плутон потерял статус планеты и что нашли ученые
Трава, которая объединяет: как пастбища снижают напряженность в Кении
Трава, которая объединяет: как пастбища снижают напряженность в Кении
От мигрени до Альцгеймера: что значат гормоны для мозга
От мигрени до Альцгеймера: что значат гормоны для мозга

Новости компаний, релизы

Более 200 нижегородцев посетили научные кинопоказы честь Дня российской науки
Школьников и студентов Хабаровского края приглашают написать всероссийский диктант «Наука во имя Победы»
На Фестивале «Москва — Точка старта» победили проекты из МИФИ
СПбГУ собрал более 500 ученых на конференции математических центров России
Исследования ученых ТПУ помогут в разработке таргетных препаратов для эффективной терапии в онкологии