Als das Iowa Monarch Conservation Consortium vor sieben Jahren gegründet wurde, standen Forscher der Iowa State University vor zwei großen Fragen zur Wiederherstellung der Seidenpflanze und anderer Wildblumen, die für das Überleben des ikonischen Schmetterlings benötigt werden: Wie kann der Lebensraum wiederhergestellt werden und wo sollte er angesiedelt werden?
Das „Wie“ der Wiederherstellung des Lebensraums ist in den Richtlinien des Konsortiums für die Bepflanzung von Prärie beschrieben. „Wo“ ist das Thema eines neuen Zeitschriftenartikels, der einen Überblick über 20 ISU-Studien sowie Arbeiten anderer Monarch-Forscher gibt. Das Papier, erschienen in Biowissenschaften Anfang dieses Monats synthetisiert jahrelange Forschung, die Feldbeobachtungen, Laborexperimente und Simulationsmodellierung umfasst. Die Ergebnisse sind weitgehend optimistisch.
Mobilität hilft
Die Schaffung neuer Lebensräume mit den im Naturschutzplan von Iowa geforderten Raten würde die Größe der Monarchenpopulation um 10-25% pro Generation erhöhen, abhängig von unterschiedlichen Szenarien für den Einsatz von Pestiziden und der Menge und dem Ort der Schaffung von Lebensräumen, fanden Forscher heraus.
„Grundsätzlich sind wir zu dem Schluss gekommen, dass das Anpflanzen von Lebensräumen überall in den Agrarlandschaften des oberen Mittleren Westens das Wachstum der Brutgenerationen des Monarchen unterstützen wird, selbst wenn ein Teil dieses Lebensraums in der Nähe von mit Insektiziden behandelten Ackerfeldern liegt“, sagte Steven Bradbury, Professor Ökologie und Management natürlicher Ressourcen im Bundesstaat Iowa.
Der höhere Bereich des geschätzten Bevölkerungswachstums setzt voraus, dass integrierte Schädlingsbekämpfungspraktiken angewendet werden und Insektizide nur dann angewendet werden, wenn Schädlinge wahrscheinlich wirtschaftlich signifikante Ernteschäden verursachen, sagte Bradbury.
Es wird erwartet, dass die Schaffung von Lebensräumen neben Getreidefeldern, auf denen Insektizide verwendet werden, mehr Monarchen hervorbringen wird, als wenn die Wiederherstellung der Prärie auf Orte beschränkt ist, die von Feldern entfernt sind. Ein Puffer von 100 bis 125 Fuß zwischen behandelten Feldern und Habitatflecken würde konservierbare Landstriche eliminieren, sagte Bradbury – zum Beispiel bis zu 80 % des nicht landwirtschaftlichen Landes, das in Story County verfügbar ist. Der Verzicht auf so viel Platz würde es schwierig machen, die 1,3 bis 1,6 Milliarden neuen Wolfsmilchstämme hinzuzufügen, die im oberen Mittleren Westen benötigt werden, um eine nachhaltige Monarchenpopulation zu unterstützen.
Die Abdrift von Insektizidsprays von behandelten Pflanzen kann ein Risiko für Monarch-Raupen darstellen, die ausschließlich von Wolfsmilchpflanzen leben. Die Auswirkungen auf die Gesamtpopulation werden jedoch gemildert, da die Weibchen in ihren Sommerbrutstätten sehr mobil sind, sagte Bradbury.
„Die Weibchen bewegen sich viel in der Landschaft. Sie legen nicht alle Eier in einen Korb“, sagte er.
Während ein Teil der Monarchen windabwärts von behandelten Feldern eine hohe Sterblichkeitsrate aufweisen könnte, werden andere Eier in Habitatflecken gelegt, die keinen Insektiziden ausgesetzt sind, sagte Bradbury. Und die Wolfsmilchpflanzen in der Nähe von behandelten Feldern können immer noch die nächste Generation von Erwachsenen unterstützen.
Die Verwendung von Funksendern zur Verfolgung weiblicher Monarchen gab den Forschern einen besseren Einblick in ihre nicht migrierenden Flugmuster. Monarchen reiten auf Windströmungen, um bis zu Dutzende von Kilometern pro Tag zurückzulegen, wenn sie von und zu den bergigen Oyameltannenwäldern in Mexiko ziehen, wo sie den Winter verbringen. Aber brütende Weibchen fliegen auch zwischen Habitatflecken, wenn sie nicht wandern, in Flügen, die eine Meile überschreiten können, fanden Forscher heraus.
„Sie migrieren nicht, wenn sie diese großen Fluchtschritte machen, aber sie scheinen ein Verhalten wie Migration anzuschalten“, sagte Bradbury. „Die allgemeine Vorstellung war, dass sich brütende Weibchen viel bewegen, um ihre Eier zu legen, aber es gab keine empirischen Studien, die ihre nicht wandernden Bewegungsmuster quantifizierten.“
Diese Mobilität ist ein Grund dafür, dass die Modellierung zeigt, dass die Anzahl der Monarchen immer noch zunehmen wird, wenn der zusätzliche Lebensraum fragmentiert wird. Untersuchungen deuten jedoch darauf hin, dass neue Habitatparzellen von mindestens 6,2 Acres, die eng beieinander liegen, innerhalb von 160 bis 330 Fuß voneinander, maximale Unterstützung bieten würden.
Was steht bevor
Forschung und Öffentlichkeitsarbeit für das Konsortium, eine vielfältige Partnerschaft von mehr als 45 Organisationen, zu denen der Staat Iowa, das Ministerium für Landwirtschaft und Landverwaltung von Iowa, das Ministerium für natürliche Ressourcen von Iowa, Bundesbehörden, Landwirtschafts- und Naturschutzverbände sowie Agrarunternehmen und Versorgungsunternehmen gehören, sind im Gange . Aber jetzt ist ein guter Zeitpunkt, um die Forschung der Gruppe zusammenzufassen, da sie einen natürlichen Punkt erreicht hat, um die besten verfügbaren Informationen zusammenzutragen, sagte Bradbury.
„Manchmal gibt es in einem Roman eine Reihe von Kapiteln, die Teil 1 ausmachen. Unsere Analogie ist, dass wir das Ende von Teil 1 erreicht haben“, sagte er.
Es gibt auch eine praktische Überlegung, sagte er. Der US Fish and Wildlife Service wird 2024 erneut prüfen, ob der Monarch unter dem Endangered Species Act geschützt werden sollte, und die Faktenfindung für die Entscheidung wird voraussichtlich 2023 beginnen. Es ist ein idealer Zeitpunkt, um einen Überblick über neue Monarch-Forschungen zu geben.
Zu den bevorstehenden Aufgaben der Forscher gehören das Sammeln zusätzlicher Felddaten zu Eiablagemustern und die Integration der regionalen Modellierung des ISU mit Modellen auf kontinentaler Ebene, um vorherzusagen, wie sich der im oberen Mittleren Westen wiederhergestellte Lebensraum auf die Größe der Überwinterungspopulation in Mexiko auswirken wird.
Die vom Iowa State Team verwendeten Forschungsmethoden könnten auch in anderen Gebieten repliziert werden, in denen Brutmonarchen im Sommer leben. Obwohl etwa die Hälfte der Bevölkerung, die nach Mexiko einwandert, aus dem oberen Mittleren Westen stammt, haben die anderen Brutziele der Monarchen, wie Neuengland und Südontario, unterschiedliche Klimazonen und Landschaften.
Von der interdisziplinären und vielschichtigen Forschung profitieren nicht nur Monarchen. Es habe Studenten und Doktoranden zahlreiche Möglichkeiten geboten, an Projekten mit einer Vielzahl von Interessengruppen zu arbeiten, sagte Bradbury.
„Das ist eine Stärke für einen Forscher. Die Zusammenarbeit mit Landbesitzern kann helfen, Forschungsfragen zu verfeinern und Ergebnisse zu erzielen, die dazu beitragen, nützliche Naturschutzpraktiken voranzutreiben“, sagte er.
Der kooperative Charakter des Konsortiums dient auch als Blaupause für die Koexistenz von Naturschutz und landwirtschaftlicher Produktion in Iowa, sagte Bradbury.
„Die Erhaltung des Monarchen ist eine gemeinsame Grundlage, die Menschen zusammenbringt, und das sind Beziehungen, die wir nutzen können, um andere Herausforderungen anzugehen, denen wir gegenüberstehen“, sagte er.
Mehr Informationen:
Tyler J Grant et al., Ökologie, Verhalten und Schwachstellen von Monarchfaltern in Agrarlandschaften im Norden der Vereinigten Staaten, Biowissenschaften (2022). DOI: 10.1093/biosci/biac094