科学如何帮助陷入困难的甲虫瘟疫

昆虫学家戴安娜六方专注于甲虫侵扰,这是在西北美国擦拭针叶树林。在接受采访中耶鲁环境360.,她解释了为什么打击这种气候相关的祸害的关键是破译树木的遗传能力。

对于美国和加拿大落基山脉地区的居民来说,全球变暖不是一个抽象的概念。这是他们每天都要面对的现实,数千万英亩的松树和云杉因更热、更干燥的气候导致甲虫泛滥而死亡。

很少有人像蒙大拿大学的昆虫学家戴安娜·塞克斯那样了解这场森林瘟疫,她正在和同事们一起研究为什么在周围的整个森林都在变黄和死亡的情况下,一些单独树木的基因使它们得以生存。Six表示,这种虫害正在全球范围内发生,主要爆发在非洲和欧洲。但迄今为止,最严重的影响发生在北美西部,那里的树皮甲虫正在迅速蔓延到新的领地,攻击以前未受影响的高海拔树种。

戴安娜六
戴安娜六

在接受采访中耶鲁环境360.六,六解释了甲虫侵扰的根本原因,讨论了为什么美国森林服务政策可能会使问题变得更糟,并描述为什么西林森林的最佳希望来自树木的遗传适应新的气候制度。她说,科学可以帮助支持这种进化的自然过程,通过在昆虫存活中的树木中映射遗传标记,因此森林经理可以品种更好地应对未来甲虫的树木。“我们长期帮助我们森林的唯一方法是加强他们的适应遗传能力,”六。“我们必须考虑一些激进的新思维方式。”

耶鲁环境360:你的研究的重点是什么?

戴安娜六:基本上我看着树皮甲虫的生态和演变。当然,当然,我看着气候变化如何影响它们,因为这些天是不可能的,这些天在没有看着气候变化的情况下在森林里工作或森林里的任何其他事情。

E360:由于树皮甲虫侵扰,最近没有去过落基山脉的人可能不会抓住树的程度。你能画一下在那里发生的事情吗?

六:它非常棒。已经有数千万亩的树木杀死。如果你向北到不列颠哥伦比亚省,一个真正的大省,有80%的树木已经死了。您可以在飞机上乘坐飞机,从森林里划分为几个小时。所以这是巨大的。甲虫爆发正常,他们已经发生了数千年。但是,这一估计比我们过去所知道的任何事件都大于十倍以上。而且没有结束。

E360:导致当前疫情爆发的因素有哪些?

六:干旱强调树木,当树木被压力时,他们不尽如人不好地反击,所以烧伤它们需要少了多少甲虫。所以你已经有了这种完美的风暴,因为它是温暖的,因为它是温暖的,因为最近的干旱而杀死树木需要更少的甲虫,并触发爆发。

“在侵染开始的三年内,一些地区已经失去了90%的树木。”

通常,当您返回冷却器时,湿润的条件,这些爆发会淘汰。他们不仅持续多年来,他们基本上杀死了一切 - 这种侵犯会是自我遏制的。但是,现在的问题是我们没有返回冷却天气状况。所以在过去的25年里,这只甲虫刚刚继续推进:它只是继续前进,直到甲虫用完树木。

E360:你最让你对你所看到的东西感到惊讶的是什么?

六:我认为这是它的迅速。在Lodgepole Pine中,甲虫通常需要七到十年来通过一个地区工作。现在它正在服用两个或可能三年。因为它是温暖的,甲虫已经能够升级。这意味着它已经变成了白皮疙瘩,一棵树甲虫通常对之前没有多少做,因为它太冷了。在侵染开始的三年内,一些我研究的一些地区已经失去了90%的树木。白皮柱现在推荐列为濒危物种。

E360:我们在谈论在这里做所有伤害的昆虫物种吗?

六:世界上有很多不同的松树甲虫。在西南部以ips属为主。该属的一个物种——松树雕刻师——正在杀死黄松,而一个相关的物种已经消灭了piñon松树的大片区域,其中一些可能永远不会恢复。随着一些地区的干旱,云杉的压力越来越大,云杉甲虫正在爆炸——它现在在科罗拉多州非常活跃。随着未来几年越来越温暖和干燥的天气,我们可以预计道格拉斯冷杉甲虫会变得活跃。还有很多其他物种在等待它们的树宿主变得越来越紧张然后它们就会开始行动。

E360:昆虫一般是气候的气氛,不是吗?

山甲虫伤害
Dezene Huber / Simon Fraser大学通过Flickr
在不列颠哥伦比亚省的山松甲虫造成的损坏的鸟瞰图。

六:这是正确的。昆虫是冷血的,它们对温度迅速响应。较冷的天气抑制他们的生殖率,它们的饲养率。另一方面,一切都随着温度上升而加速。因此,即使有类似程度或一半的变暖程度,您也可以将其复制和发展率加倍,从而促进人口迅速爆炸。

E360:我们读了很多关于气候变化对北极熊的影响,但对昆虫的影响并不大。

六:它们将对我们的森林和全球生态系统产生最大的影响之一。你看看山松甲虫在做什么,这是非常不寻常的。过去小规模的爆发有助于森林的再生,森林与甲虫一起进化。但是当你把一个干扰增强到这个程度,你开始看到的不是再生,而是破坏。

E360:这些甲虫现在要去哪里?

六:现在侵犯了北方。在过去,山脉甲虫羊肉只达到了不列颠哥伦比亚中部。它一直在四到五年到育空,因为温暖的温度让甲虫允许甲虫过热,在其曾经过于寒冷的情况下。

这么多甲虫在一个人中飞行,你可以在雷达上追踪他们的云。有一个特殊的风事件将数十亿多数十亿多岁移动,他们在加拿大的落基山脉的东侧成立,在那里他们以前从未存在过。他们适应了他们的新领域,现在在艾伯塔省透露了清晰。我理解他们甚至在萨斯喀彻温省的一部分。

“有那么多甲虫在同一时间飞行,你甚至可以用雷达追踪它们的云层。”

它们迁移到了北方针叶林中的杰克松,这片森林横跨整个大陆,是碳封存的重要资源。杰克松对这种昆虫没有多少防御能力,因为它没有与它们共同进化。所以根据预测,它会向东移动,最终进入美国东部的松树林。与其他甲虫不同的是,山松甲虫能够利用它遇到的大多数松树。几乎每一棵松树都会受到影响。

E360:美国森林服务一直将森林稀释,作为对此的回应。任何证据都有助于甲虫问题吗?

六:稀疏背后的想法是,如果你有一个过密的森林,树木如此靠近他们正在竞争土壤养分和水,如果你薄的那个森林,你会缓解这种竞争,树木会变得健康,而且这将加强防止甲虫的防御。还有人认为,如果你薄的森林,它会破坏甲虫的化学沟通,这是他们用来攻击树木的信息素。这些想法都没有完全泛尘。

没有人认为信息素扰乱了。此外,我们知道薄薄的立场可以像未稀释的立场一样轻松下降。在我们的大多数森林中,我们已经达到了温度和干旱变化达到了不再有效的程度的情况。可能在正常情况下,它可以帮助。但事实是我们不再发生了。我参观了多年来一直变薄的一家立场,作为削弱树皮甲虫的树木和增强生长的展示。然而,当昆虫过来时,这是第一个待命的立场!

E360:因此,通过试图解决问题,我们有时只会让它变得更糟。

六:作为人类,我们有这种感觉,如果有一些东西,我们需要修复它,有不知何故。我不认为我们一定总是知道需要做什么,或者当我们申请管理时,我们总是实际上做正确的事情。有时我们只需要意识到大自然可能比我们能够更好地对自己彻底挑战。因此,我们在气候变化条件下接近我们的森林的最大挑战之一是认识到事情已经转移,我们必须考虑一些新方法,一些激进的新思维方式。

“你不能强迫森林保持某种方式 - 最终它将提示。”

E360:你提出了什么新的思考方式?

六:我们过去的管理实践在很大程度上不包括遗传学,当然也不包括适应性。通常,他们关注的是抵抗,即试图迫使森林保持在一个特定的状态。这是行不通的——你不能强迫森林保持某种方式。最终,它会倾斜。

相反,我们需要考虑适应。当我们谈论森林和自然生态系统时,适应归结为树木的遗传潜力,以应对新形势。因此,我们可以帮助我们的森林长期帮助我们的森林的唯一方法是加强他们的适应能力。我们必须遵守我们的实践来支持或干扰这种适应能力的方式。

E360:是否有人类干预涉及可以帮助树木生存的遗传学?

六:我认同。在历史上第一次,我们实际上拥有允许我们这样做的工具。如果我们在森林里出去看看给定物种的树木,他们可能看起来与我们相同。但树木实际上是地球上最遗传的有机体。我们现在正在研究一个项目,该项目正在使用遗传学来检测表现出对吠甲虫抗性并且具有增强的耐旱性的树木。

E360:一些树木被遗传地倾向于比其他树更好?

六:绝对地。你在那里看到这种大规模的破坏,这里有这些唯一的树木,那里都很好。如果您在150年前开始,他们在温暖的情况下,他们在温暖的情况下越来越快地增长,他们在更温暖的情况下增长得多得多,从他们第一次开始成长。他们没有对它们的甲虫攻击。所以他们在目前的条件下实际上做得比过去更好。

那些是我们通过遗传方法进行测试的第一树,我们正在将其遗传与被杀死的树木进行比较。我们希望我们能够找到那些将帮助我们轻松和廉价地区分哪些树木的遗传标记,并将其作为未来森林管理的一部分离开。

E360:你将来看到了什么?这是爆发只是变得更糟,更糟糕了吗?

六:显然,我们需要尽我们所能限制温室气体,让这列火车减速。但很多都是无法修复的,因为我们不能把恒温器调低,也不能把洒水器打开。在我居住的落基山脉北部中部,据预测,到2060年,我们将失去90%的黑松、80%的黄松和66%的云杉。这是独立于山松甲虫的——这只是由于失去了适合这些物种生存的栖息地。这些都是非常非常大的变化。

但这些模型假设森林是遗传均匀的,一切都是一样的。他们不是。我怀疑在那里有更多的遗传可变性,允许更多的适应和比目前预期的更大的持久性。

E360:你是说进化会起作用并在一定程度上有所帮助?

六:如果我们让它。如果我们没有出去,那么如果我们不瘦或砍伐可能被甲虫或干旱才能生存的树木,那就不会缩小或削减树木。如果我们将帮助自然的适应过程继续进行,我们必须聪明地了解我们的森林。