Pe măsură ce clima se încălzește, multe specii își mută arealele de distribuție mai sus pe versanți, acolo unde temperaturile rămân potrivite pentru viață. Cu toate acestea, pentru insecte, această cale poate fi limitată nu doar de frig, ci și de aerul rarefiat. Aceasta este concluzia la care a ajuns un biolog de la Universitatea din Montana, după analizarea rezultatelor studiilor anterioare privind fiziologia insectelor. Lucrarea a fost publicată în revista Functional Ecology.
Presiunea atmosferică și presiunea parțială a oxigenului scad odată cu altitudinea. Acest lucru este deosebit de important pentru insecte, deoarece acestea obțin oxigen printr-o rețea de pori externi și trahee, mai degrabă decât prin plămâni, precum mamiferele.
Problema poate fi cea mai gravă la insectele adulte zburătoare. În aer mai rarefiat, aripile trebuie să genereze portanță la o densitate a aerului mai mică, necesitând mai multă energie pentru zbor. În același timp, disponibilitatea redusă a oxigenului împiedică furnizarea de energie mușchilor care necesită această energie.
Cercetătorul a analizat valorile publicate pentru presiunea parțială critică a oxigenului – nivelul sub care performanța fiziologică a insectelor începe să scadă. Pentru adulții care zboară activ și larvele în creștere, majoritatea acestor valori corespundeau altitudinilor de aproximativ 1.800-4.200 m, o parte semnificativă a datelor fiind înregistrată la aproximativ 2.500 m. Aceasta înseamnă că privarea de oxigen ar putea limita colonizarea altitudinilor mai mari.
Speciile care necesită multă energie pe tot parcursul ciclului lor de viață sunt deosebit de vulnerabile. De exemplu, omizile care se hrănesc activ necesită cantități mari de oxigen pentru creștere. Pentru libelule și alte insecte cu larve acvatice, situația este complicată și mai mult de faptul că disponibilitatea oxigenului în apă scade la altitudini mari.
Există o altă problemă: insectele pot pierde apă mai rapid în condiții de presiune scăzută. Prin urmare, mobilitatea ascendentă este limitată de mai mulți factori, de la respirație și zbor până la menținerea hidratării.
Oamenii de știință subliniază că acest lucru nu înseamnă că toate insectele sunt fizic incapabile să urce mai sus. Multe specii trăiesc deja la altitudini mari, iar sistemele lor respiratorii sunt capabile să se adapteze la niveluri scăzute de oxigen. Cu toate acestea, majoritatea datelor experimentale au fost obținute pentru specii care trăiesc la altitudini mai mici, așa că încă nu se știe cât de bine se vor adapta diferite grupuri de insecte la noile condiții.
Acest lucru este important în contextul schimbărilor climatice. Mutarea la munte este adesea văzută ca o modalitate de a evita temperaturile excesiv de ridicate: cu cât panta este mai mare, cu atât tinde să fie mai răcoare. Dar dacă limitările fiziologice împiedică insectele să urmeze regimul de temperatură în schimbare, această „evadare în sus” s-ar putea dovedi a fi un punct mort.
Consecințele ar putea afecta și oamenii. Insectele polenizează plantele, descompun materia organică și sunt o parte importantă a lanțurilor trofice. Dacă încălzirea climatică îi deplasează din habitatele lor naturale mai repede decât pot coloniza noi teritorii, acest lucru ar putea altera funcționarea unor ecosisteme montane întregi.
Autorii studiului consideră că experimentele care vizează direct speciile de mare altitudine sunt acum necesare pentru a determina care dintre ele sunt capabile să își adapteze sistemele respiratorii la niveluri scăzute de oxigen și care sunt limitate fiziologic de altitudine.
