Każdego roku migrują miliardy owadów . Niektórzy robią to na krótkich dystansach, a inni w skali międzykontynentalnej (porównywalnej z wędrówkami ptaków ). Migracje te są obowiązkowe, opcjonalne, częściowe lub różnicowe. Mogą to być „wędrówki w obie strony”, „pętle”, naprzemiennie, w bardzo specyficznym korytarzu lub „ wędrowne ”, a nawet „pionowe” (w kierunku przełęczy lub szczytów, od ziemi do drzew itp.). Z biegiem czasu są sezonowe lub regularnie rozłożone w czasie, lub też nieuchronne i powiązane z kontekstem.
Liczą się one dla ekologii krajobrazu , rolnictwa , leśnictwa i gospodarki światowej, ponieważ owady zapewniają główne usługi ekosystemowe ( zapylacze , pomocnicze środki rolnicze poprzez zjadanie mszyc, na przykład padlinożerców, rozkładających się ...).
Czasami (na przykład w przypadku szarańczy wędrownej) migracje te mogą generować znaczne koszty ekonomiczne i zdrowotne (jeśli owad jest ważnym szkodnikiem, jeśli przenosi patogeny lub jeśli są to szkodniki upraw lub. większość owadów wędrowne, które kończą się w Wielkiej Brytanii, a następnie pozostawić go cyklicznie (jak migrujące hoverflies ) mają przeciwnie pozytywną rolę, nawet niezbędna ze względu na spadek innych przydatnych owadów, takich jak pszczoły i zapylających
motyli
w kontekście klimatu zmiana i biologiczna desynchronizacja , ważne jest lepsze zrozumienie tych migracji.
Na przykład w Europie wśród owadów dokonujących wielkich migracji są niektóre motyle, ważki lub muchówki, takie jak niektóre bzygowate, w tym Episyrphus balteatus , Eupeodes corollae, a nawet Eristalis tenax.
Często spektakularna migracja szarańczy pustynnej znana jest od starożytności .
Niektóre motyle, w tym Monarcha w Stanach Zjednoczonych, były badane przez długi czas.
W XIX th century, Jean Henri Fabre w swoich entomologicznych wspomnienia ( 1 st serii, XIV emigranci) przywołuje możliwej migracji owadów wyjaśnić swoje uwagi podczas wznoszenia Ventoux, w sierpniu. Uważa, że obserwowane przez niego gromadzenie się Spiky Marmophila ( Ammophila hirsuta ) mogło mieć związek z migracją. Podobnie, zebranie biedronek w siedmiu punktach na ścianie kaplicy na szczycie Mont Ventoux w październiku i kolejne w czerwcu na płaskowyżu Saint-Amans (734 m) prowadzi to do hipotezy owadów wędrownych, porównywalnej z tą ptaków.
Od końca XX th wieku, badanie migracji owadów skorzystał z postępu technologicznego, w tym miniaturyzacji nadajników radiowych ( radiotracking ) i nowy znakowania i tryby śledzenia (w tym radar). Badania początkowo koncentrowały się na gatunkach, które uważano za problem rolniczy (szkodniki) lub potencjalnie problem zdrowia publicznego . Podczas gdy wiele owadów cofnęło się lub zniknęło, kilka (komary, kleszcze, szkodniki rolnicze itp.) Jest coraz bardziej odpornych na konwencjonalne środki owadobójcze lub są nosicielami drobnoustrojów lub pasożytów, które w końcu stają się oporne na antybiotyki (lub mogą się nimi stać). Uświadomiono sobie wtedy, że większość owadów wędrownych jest źródłem usług ekosystemowych.
Zmiany migracji owadów (naturalnych lub nie) mogą być spowodowane działalnością człowieka, fragmentacją siedlisk i zmianami klimatycznymi związanymi z efektem cieplarnianym, ale ogólnie, podobnie jak w przypadku innych gatunków, niektóre migracje mogą być również indywidualną i zbiorową adaptacją gatunku do zasobów które zmieniają się czasoprzestrzennie lub sezonowo muszą w mniej przewidywalny sposób. Zanieczyszczenia lekkie , mogą być przeszkodą dla gatunków nocnych przyciągane do światła (lub odpychane przez nią), a to dla ptaków migrujących .
Entomolodzy wykazali, że większość „owadów o znaczeniu gospodarczym” jest migrujących i wywnioskowali, że ich migracje skorzystałyby zatem na lepszym poznaniu, co oznacza, że są one, według Hugh Dingle, traktowane holistycznie , jako syndrom fizjologiczny, behawioralny. i ekologiczne.
Niektóre cechy wydają się być wspólne dla większości głównych migracji owadów:
Podobieństwa z innymi migracjami zwierząt : do pewnego stopnia i dla niektórych grup taksonomicznych istotne wydają się porównania z ptakami wędrownymi lub rybami wędrownymi . Zachowania społeczne owadów wydają się opierać na prostych podstawach, ale czasami przybierają złożone aspekty globalne.
We wszystkich przypadkach, budżety energii i składników odżywczych oraz mechanizmy orientacji są przedmiotem zainteresowania ekologów.
Wiele owadów migruje sezonowo, co zabiera im setki (a czasem tysiące) kilometrów do korzystnych miejsc lęgowych. Mechanizmy adaptacyjne umożliwiające te migracje są nadal słabo poznane. Jednak badania przeprowadzone za pomocą „radaru entomologicznego” pokazują, że wiele z tych owadów jest w stanie wybierać wiatry, które są dla nich korzystne na dużych wysokościach, i że zdolność ta jest szeroko rozpowszechniona u owadów migrujących, wykonujących długie dzienne i / lub nocne loty. Owady wędrowne, pomimo układu nerwowego uważanego za bardzo prymitywny, wydają się być zdolne do ustalenia odpowiednika zoptymalizowanego planu lotu i przynajmniej częściowego skorygowania znoszenia wywieranego przez wiatry boczne. Długość ścieżki można zwiększyć, ale w celu zoptymalizowania zużycia energii. Obecnie entomolodzy uważają, że te zachowania związane z lotem są równie wyrafinowane, jak u ptaków wędrownych.
W perspektywie długoterminowej migracje stanowią znaczące przepływy biomasy ( „bioprzepływy” ), które mają bezpośredni wpływ na ekosystemy (przepływ i przepływ drapieżników , ofiar i konkurentów) i pośredni (przepływ składników pokarmowych , energii. ; przepływ pasożytów i drobnoustrojów , prawdopodobnie patogenów).
Przepływy te to również przepływy poziomych i pionowych transferów składników odżywczych , czasami na duże odległości z jednego ekosystemu lądowego lub wodnego do drugiego, w szczególności w przypadku owadów drapieżnych (afrykańskich koników polnych). Dla niektórych ekosystemów dokonano ilościowych szacunków związanych z nimi strumieni azotu i fosforu . Sugerują one znaczące transfery substancji biogennych (przekraczające obecny roczny dopływ z osadzania atmosferycznego (naturalnego i antropogenicznego), zwłaszcza fosforu. Z jednej strony transfery te i ich znaczenie prawdopodobnie znacznie spadły od czasów przedindustrialnych , zwłaszcza azotu. ponieważ na większości obszarów rolniczych biomasa owadów załamała się, z drugiej strony dlatego, że część wpływu antropogenicznego jest obecnie dominująca ( antropocen ) dla tego pierwiastka.
Migracje planktonu wodnego lub „powietrznego” (małych owadów latających) były od dawna trudne do zbadania.
W badaniu (2016) wykorzystano pionowe radary specjalnie zaprojektowane do ilościowego określenia długoterminowych przepływów owadów latających na wysokości od 150 m do 1200 m w atmosferze południowej Wielkiej Brytanii . Okazało się, że 3,5 biliona owadów odpowiada około 3200 tonom biomasy (co odpowiada masie 6400 krów o masie 500 kg, ale wiedząc, że owady o takiej samej masie mają znacznie niższą zawartość wody oraz zawartość białka i dużo ważniejszego fosforu). Owady te migrują nad południową Anglią każdego roku, pokonując do kilkuset kilometrów dziennie. Modele meteorologiczne i niektóre oceny in situ sugerują, że z roku na rok występują znaczne wahania sezonowe w transferach biomasy z północy na południe, chociaż wydaje się, że te zmiany następują średnio regularnie przez dziesięć lat. Każdy bezkręgowiec latający lub przenoszony w powietrzu to niewielka rezerwa azotu, fosforu, węgla i pierwiastków śladowych (prawdopodobnie skażonych różnymi zanieczyszczeniami i niektórymi patogenami). Zdaniem autorów przepływy te mają konsekwencje, których nie należy lekceważyć dla usług ekosystemowych, procesów eko- krajobrazowych , a także dla biogeochemii (a więc i klimatu ). Nie wiemy, jak wyglądałby ten przepływ, gdyby nie było skutków zanieczyszczeń rozproszonych przez ludzi w powietrzu i reszcie środowiska oraz jaki wpływ na nich mają lub będą miały zmiany klimatu . Tysiące tak udokumentowanych masowych migracji uwidoczniło zorganizowane przepływy na północ wiosną i na południe jesienią, co sugeruje, że instynkty owadów pozwalają im wiedzieć, kiedy, na jakiej wysokości iw jakim kierunku migrować, korzystając z korzystnych podjazdów i wiatrów .
Transfery składników odżywczych związane z masowymi migracjami owadów niewątpliwie znacznie spadły z powodu upadku wielu populacji owadów, ale według Landry & Parott (2016) są nadal porównywalne z tymi przeprowadzanymi przez inne zwierzęta. (Już zbadane i uznane za ważne dla procesy ekosystemowe, aw szczególności produktywność niektórych ekosystemów). Jednak niektóre migracje owadów dotyczą innych łusek poziomych i pionowych. Ich wymiary „ źródła-pochłaniacza ” i ich konsekwencje ekologiczne są ważne, ale nie są dobrze zrozumiane, dlatego niektórzy specjaliści w tych kwestiach opowiadają się za bardziej wytrwałą uwagą na temat „długoterminowego bocznego przenoszenia składników odżywczych przez owady” .
Te procesy przenoszenia, w zależności od lokalizacji, mogą zmieniać przestrzenne gradienty dystrybucji składników odżywczych (poprzez eksportowanie lub importowanie składników odżywczych ) w zupełnie inny sposób niż obserwowany lokalnie w przypadku przepływów składników odżywczych, co może prowadzić do modeli przestrzenno-czasowych i złożonych pętli sprzężenia zwrotnego.
Wydaje się, że istnieją genetyczne korelacje między migracjami a niektórymi parametrami cyklu życiowego owada , ale genotypowa i nabyta część strategii migracji lub kolonizacji w odniesieniu do czynników związanych z kontekstem (temperatura, wilgotność lub dostępność pożywienia) są nadal słabo poznane w wiele gatunków.
Na przykład u pluskiew Oncopeltus fasciatus lub u pluskwiaka mlecznego ( Lygaeus kalmii ) czynniki determinujące czas trwania lotu migracyjnego są nadal słabo poznane; ich loty są zaprogramowane genetycznie, ale różnią się znacznie w zależności od kontekstu.
Długie migracje często obejmują mieszanie się milionów osobników i subpopulacji w obrębie metapopulacji . Genotyp , genetyka, a dokładniej genetyka populacji i wpływ zoogeografii nie zostały jeszcze szeroko zbadane (z wyjątkiem monarchów i szarańczy), chociaż mogą one rzucić światło lub zweryfikować pewne aspekty teorii ewolucji i selekcji .
Od dawna podejrzewano, że przynajmniej niektóre gatunki ważek są wędrowne, ale nie wiedziano, w jakich odległościach lub trasach. Uniwersytety Princeton i Rutgers niedawno wykazały, że ważki migrują podobnie jak ptaki, będąc w stanie podróżować z prędkością ponad 100 km / tydzień przy dobrej bezwietrznej pogodzie. Nie znamy jeszcze ich tras, ale śledząc (samochodem lub samolotem) przez 6-9 dni 14 ważek z gatunku Anax junius (June Anax) schwytanych w New Jersey i wyposażonych w zminiaturyzowane nadajniki radiowe, wykazaliśmy, że migrują. nieco podobny do ptaka (do południowych Stanów Zjednoczonych jesienią), z niektórymi podróżującymi z północno-wschodniego kraju na Florydę ze średnią prędkością 12 km dziennie (do 100 mil / dzień, obciążonych przez nadajniki). Mają miejsca do odpoczynku i podobnie jak ptaki latają niezależnie od kierunku wiatru, z niewielką rekompensatą za ich dryf (w tym przypadku zaobserwowano, że tropikalne motyle lub ważki torują prostą ścieżkę nad morzem lub jeziorem, w dzień, ale pojawiają się, gdy prędkość wiatru przekracza 25 km / h lub w deszczową pogodę, popycha je temperatura, zdają się wystartować dopiero po dwóch następujących po sobie zimnych nocach.
Ponieważ ważki pojawiły się co najmniej 285 milionów lat temu (prawie 140 milionów lat przed ptakami), być może były pionierami migracji powietrznej.
W 2016 roku w badaniu wykorzystano radar do śledzenia wysokości lotu owadów. Z tej okazji Jason Chapman (ekolog z University of Exeter w Wielkiej Brytanii) pokazuje, że miliardy owadów migrują każdego roku w Wielkiej Brytanii z kraju na kontynent i odwrotnie.
W 2019 roku dokonano przeglądu 10 lat obserwacji (za pomocą radaru) migracji owadów nad południową Wielką Brytanią. Pokazuje, że w kradzieżach uczestniczy od 10 do 25 miliardów owadów średniej wielkości (10 do 70 mg) i dużych (70 do 500 mg). Pod względem biomasy odpowiada to od 300 do 1000 ton owadów migrujących dwukierunkowo każdej wiosny i jesieni. Badanie pokazuje również, że w tym regionie świata i na początku XXI th wieku, 70% dużych migracji latający owad jest dzień, a one dotyczą głównie gatunki sklasyfikowane rolnictwa pomocniczą lub nie „ drapieżny ”.
Wcześniej badania radarowe dotyczyły głównie kilku konkretnych taksonów, prawie zawsze „drapieżników”, oraz lotów nocnych. Autorzy zauważają, że ponieważ lokalne zapylacze w większości (a także na całym świecie) doświadczają załamania populacji, obserwując zanikanie w skali regionalnej, coroczne przyjazdy i wyjazdy gatunków zapylających lub pomocniczych do rolnictwa mogą odgrywać coraz większą rolę w utrzymaniu agroekologii. równowagi , usług ekosystemowych, w szczególności zapylania i zwalczania szkodników. W Diptera grupy , na hoverflies ( Syrphidae ) są szczególnie interesujące z tego punktu widzenia. Niektóre popularne europejskie gatunki z podrodziny Syrphinae i plemienia Syrphini , w tym Episyrphus balteatus i Eupeodes corollae , są sezonowo „ wysoce migrujące ”. Fakt ten był znany przyrodnikom od dawna, ale mogli go obserwować tylko na bardzo małych wysokościach. Dzięki radarom entomologicznym wiemy teraz, że ich obserwacje były niekompletne, co przez długi czas nie doceniało intensywności tych migracji, odległości pokonywanych przez te małe owady. Nie oceniliśmy też obranych kierunków, tempa i dat przylotów i odlotów. Dlatego nie było możliwe zmierzenie wpływu masowych napływów i późniejszych wyjazdów na procesy ekologiczne lub usługi ekosystemowe . Teraz jest to możliwe.
Podczas 10-letniego monitoringu tego powietrznego zooplanktonu za pomocą radaru, wspomnianego powyżej, naukowcy byli w stanie zmierzyć sezonową i roczną liczebność bzygowatych oraz ocenić przepływ biomasy migrujących bzygowatych powyżej 70 000 km2 (300 km szerokości) regionu południowego Anglia. Udało im się potwierdzić w 2019 roku, że setki milionów bzygowatych dyskretnie przekraczają kanał La Manche każdego roku, aby dotrzeć do Wielkiej Brytanii z Europy kontynentalnej. Wśród tych wędrownych najliczniej występuje E. balteatus . Migracje te odbywają się dla największych korzyści rolnictwa (zwłaszcza angielskiego), ponieważ wiele gatunków bzygowatych zapyla uprawy po tym, jak ich larwy zjadły dużą liczbę mszyc (na przykład na uprawie pszenicy ).
Niezależnie od wiatru w powietrzu jest wiele owadów, które wydają się być porwane przez ruch mas powietrza. Biorąc jednak pod uwagę ich wielkość i niskie rezerwy energii, bzygowate wydają się to robić z bardzo skuteczną strategią; wspinają się na wysokość, na której przeważają (często silniejsze) wiatry w określonym kierunku, a następnie dają się nieść, pokonując dziennie nawet kilkaset kilometrów. Większość ich lotów odbywa się na wysokości od 150 do 1200 m nad ziemią. Na południu Anglii większość poduszkowców ma mniej niż 300 m wysokości, ale radar pokazuje, że duża liczba migracji ma miejsce na wysokościach często sięgających 750 m nad ziemią.
Od maja do czerwca bzygowate migrują z południa na północny wschód (Wielka Brytania jest następnie karmiona bzygowatymi muchami z Francji i kontynentu europejskiego. Składają jaja w Anglii, a gdy następne pokolenie jest dojrzałe, w sierpniu-wrześniu), jeszcze większa liczba (młodych) bzygowatych przelatuje przez kanał na południe . Pomiędzy tymi dwoma okresami, w lipcu, obserwuje się fazę bardziej przypadkowych lotów. Zauważono, że migracje w kierunku południowym nie odpowiadają dominującym wiatrom (NE przez cały rok w tym regionie) Bzygowate wybierają zatem sprzyjające wiatry w górę, aby masowo schodzić na południe.
Dwa najczęstsze gatunki bzygowatych w Europie Zachodniej to Episyrphus balteatus i Eupeodes corollae . Niosą prawie tyle samo pyłku, co każda pszczoła miodna w Wielkiej Brytanii, a około 20% mszyc pszenicznych jest zjadanych przez ich larwy (lub około 6300 miliardów mszyc rocznie, biomasa około 6300 ton lub 900000 mszyc / ha bez południowej Anglii ). Podczas migracji między kontynentem a południową Anglią, przez Francję, przewozili około 3 do 19 miliardów ziaren pyłku, co sprawiło, że Wielka Brytania, pod względem transferu genów roślin, była mniej wyspiarska, niż się wydawało. I w przeciwieństwie do wielu typów zapylaczy (pszczoły, motyle, których populacje zanikały w ciągu ostatnich kilku dekad, te dwa wędrowne gatunki bzygowatych mają populacje, które nadal wydają się być stabilne w Wielkiej Brytanii pomimo znacznych wahań w ciągu lat. Jest to również ważne źródło pożywienia) dla różnych gatunków owadożernych.
Zatem na południu Anglii przepływ migrujących bzygowatych był przez 10 lat około 10 razy większy niż średni przepływ migrującego motyla Autographa gamma (285 milionów) i 70 razy intensywniejszy niż motyle Vanessa cardui . Autorzy wzywają rolników, aby nie rozpylali insektycydów, gdy obecne są bzygowate. „ Migracja owadów odbywa się na dużą skalę i jest naprawdę ważna. To ogromne zjawisko jest niedoceniane ”. (lub 30 do 80 ton biomasy owadów) migruje do lub z południowej Wielkiej Brytanii. nt. odgrywają tam istotną rolę drapieżną (zjadają 3000 i 10 000 miliardów mszyc pasożytniczych na roślinach: prawdopodobnie ponad milion mszyc na hektar / rok). Zapewniają też kompleksowe usługi w zakresie zapylania i przenoszenia pyłków na duże odległości. Te migracje powietrzne powodują również redystrybucję ton składników odżywczych: około 30 do 80 ton owadów rocznie odpowiada 1000 do 2500 kg azotu i 100 do 250 kg fosforu, a nawet 50 do 150 GJ energii w sieci pokarmowej. Ponadto te bzygowate przenoszą miliardy ziaren pyłku między Wielką Brytanią a Europą, pomagając zachować bioróżnorodność i przystosować rośliny do zmian środowiskowych. Syrfidy jesienne (przybywające z Europy na południe Anglii) są znacznie liczniejsze niż rodzice imigranci (przybywający z północnego wschodu); Odpowiedni przepływ składników odżywczych jest zatem zorientowany z północy na południe iz kontynentu do Anglii.