Die saisonale Spezialisierung von Schmetterlingen bestimmt die Reaktionen auf ein sich änderndes Klima

Sommer- und Wintersaison stellen in vielen Teilen der Welt für Tiere und Pflanzen sehr unterschiedliche Lebensbedingungen dar. Wie haben sich also verschiedene Organismen entwickelt, um mit dieser Variation zurechtzukommen? Eine Studie von Forschern der Universität Stockholm, veröffentlicht in Naturkommunikation geht dieser Frage nach, indem es zwei eng verwandte Schmetterlingsarten untersucht, den kleinen weißen Schmetterling und den grün geäderten weißen Schmetterling.

„Unser Ansatz zur Untersuchung saisonaler Anpassungen kann uns helfen zu verstehen, wie Arten in Zukunft auf veränderte Bedingungen reagieren werden“, sagt Loke von Schmalensee, Doktorandin der Ökologie am Institut für Zoologie der Universität Stockholm.

„Oberflächlich betrachtet ähneln sich die Schmetterlinge. Beide sind mittelgroß und weiß, und unter normalen Bedingungen legen sie im Allgemeinen lieber Eier auf die gleiche Art von Kreuzblütengewächsen zwei jährliche Generationen fallen zeitlich zusammen“, sagt Loke von Schmalensee.

Mit anderen Worten, der kleine weiße Schmetterling und der grünaderige weiße Schmetterling sind ökologisch sehr ähnlich. Dennoch, durch die Analyse von Beobachtungen von Schmetterlingen, die von Bürgerwissenschaftlern gemeldet wurden www.artportalen.seDas Forschungsteam entdeckte, dass sich die beiden Arten in der Größe ihrer beiden jährlichen Generationen drastisch unterscheiden. Die erste jährliche Generation des kleinen weißen Schmetterlings im Frühling und Frühsommer (bestehend aus frisch geschlüpften Schmetterlingen, die als Puppen überwintert haben) ist zahlenmäßig viel kleiner als die zweite Generation im Spätsommer. Der Grünader-Schmetterling hingegen hat zwei relativ gleich große Generationen.

„Der kleine weiße Schmetterling kann sich im Sommer besser fortpflanzen als der grüngeäderte Schmetterling, hat aber im Winter eine schlechtere Überlebensrate. Er scheint ein ‚Sommerspezialist‘ und der grüngeäderte Schmetterling ein ‚Winterspezialist‘ zu sein.“ „Das spiegelt sich in einer Reihe von Temperaturanpassungen wider“, sagt Loke von Schmalensee.

Beispielsweise legt der kleine weiße Schmetterling seine Eier im Sommer lieber an wärmeren Orten ab als der grünaderige weiße Schmetterling, und dieser Präferenzunterschied entspricht unterschiedlichen physiologischen Temperaturanpassungen.

„In Laborexperimenten zeigen wir, dass der wärmeliebende kleine weiße Schmetterling unter warmen Bedingungen schneller wächst und sich entwickelt als der grün geäderte weiße Schmetterling, auch mit höheren Überlebenschancen unter extremer Hitze. Der grün geäderte weiße Schmetterling wiederum kommt damit zurecht.“ besser bei kalten Überwinterungsbedingungen. Wenn Menschen im Laufe ihres Lebens kontrastierende Jahreszeiten erleben, scheint es mehrere evolutionäre Lösungen für die saisonalen Herausforderungen zu geben. Die Maximierung der Gewinne während der Sommersaison, vielleicht auf Kosten des Überlebens im Winter, ist eine praktikable Strategie – in die zu investieren „Winteranpassungen sind eine andere“, sagt Loke von Schmalensee.

Der hitzeangepasste „Sommerspezialist“, der kleine weiße Schmetterling, hat im letzten Jahrzehnt bessere Leistungen erbracht als der „Winterspezialist“, der grünaderige weiße Schmetterling. Andererseits scheint der kleine weiße Schmetterling nicht in der Lage zu sein, sich so weit nach Norden auszubreiten wie der grünaderige weiße Schmetterling, da die Sommersaison dann zu kurz wird, um zwei Generationen hervorzubringen. Ohne eine zweite Generation, in der sich die kleinen weißen Schmetterlingspopulationen von den Winterverlusten erholen können, brechen sie zusammen.

„Aus diesem Grund könnten nördliche Breiten oder hohe Berge wichtige Zufluchtsorte für ‚Winterspezialisten‘ in einer sich erwärmenden Welt darstellen. Dies ist ein Beispiel dafür, wie unsere Ergebnisse uns helfen können, die Reaktionen von Organismen auf ein sich änderndes Klima vorherzusagen“, sagt Loke von Schmalensee.