Когда мы рассматриваем термитов, мы можем думать об опасности, которую они могут представлять для наших домов, как только они поселятся и начнут есть древесину. Но на самом деле только около 4% видов термитов во всем мире считаются вредителями, которые в какой-то момент могут съесть ваш дом.

В природе лесоядные термиты играют важную роль в теплых тропических и субтропических экосистемах. Питаясь древесиной, они перерабатывают необходимые питательные вещества в почву и выделяют углерод обратно в атмосферу.

Наше новое исследование, опубликованное сегодня в журнале Science , впервые количественно определило, насколько термиты любят тепло. Результаты поразительны: мы обнаружили, что термиты поедают валежную древесину намного быстрее в более теплых условиях. Например, термиты в районе с температурой 30℃ будут поедать древесину в семь раз быстрее, чем в месте с температурой 20℃.

Наши результаты также указывают на растущую роль термитов в ближайшие десятилетия, поскольку изменение климата увеличивает их потенциальную среду обитания по всей планете. А это, в свою очередь, может привести к выбросу в атмосферу большего количества углерода, содержащегося в валежной древесине.

Сухостой в глобальном углеродном цикле

Деревья играют ключевую роль в глобальном углеродном цикле . Они поглощают углекислый газ из атмосферы посредством фотосинтеза, и примерно половина этого углерода включается в новую растительную массу.

В то время как большинство деревьев медленно растут в высоту и в диаметре каждый год, небольшая часть умирает. Затем их останки попадают в бассейн с мертвой древесиной.

Здесь накапливается углерод, пока мертвая древесина либо не сгорит, либо не разложится в результате потребления микробами (грибами и бактериями) или насекомыми, такими как термиты.

Если пул валежной древесины израсходуется быстро, то хранящийся в нем углерод будет быстро высвобождаться обратно в атмосферу. Но если разложение происходит медленно, то размер пула валежной древесины может увеличиваться, что замедляет накопление углекислого газа и метана в атмосфере.

По этой причине понимание динамики сообщества организмов, разлагающих валежную древесину, имеет жизненно важное значение, поскольку оно может помочь ученым предсказать воздействие изменения климата на углерод, хранящийся в наземных экосистемах.

Это важно, поскольку выброс углерода из валежной древесины в атмосферу может ускорить темпы изменения климата. Хранение его дольше может замедлить изменение климата.

Проверка того, как быстро термиты поедают валежную древесину

Ученые в целом понимают условия, благоприятствующие поеданию микробами валежной древесины. Мы знаем, что их активность обычно удваивается с каждым повышением температуры на 10 ℃. Микробное разложение валежной древесины также обычно происходит быстрее во влажных условиях.

С другой стороны, ученые относительно мало знали о глобальном распространении термитов, питающихся валежной древесиной, или о том, как это распределение будет реагировать на разные температуры и уровни влажности в разных частях мира.

Чтобы лучше понять это, мы сначала разработали протокол для оценки скорости потребления термитами валежной древесины и протестировали его в саванне и экосистеме тропического леса на северо-востоке Квинсленда.

Наш метод заключался в размещении ряда покрытых сеткой деревянных блоков на поверхности почвы в нескольких местах. Половина блоков имели небольшие отверстия в сетке, открывающие доступ термитам. В другой половине таких отверстий не было, поэтому доступ к блокам через сетку могли получить только микробы.

Мы собирали деревянные блоки каждые шесть месяцев и обнаружили, что блоки, покрытые сеткой с отверстиями, разлагались быстрее, чем блоки без отверстий, а это означает, что вклад термитов в это разложение был действительно значительным.

Но хотя пробный запуск рассказал нам о термитах в Квинсленде, он не сказал нам, что они могут делать где-то еще. Следующим нашим шагом было обращение к коллегам, которые могли развернуть протокол деревянных блоков на своих исследовательских площадках по всему миру, и они с энтузиазмом откликнулись на это приглашение.

В конце концов, более 100 сотрудников присоединились к усилиям в более чем 130 местах в различных средах обитания, разбросанных по шести континентам. Этот широкий охват позволил нам оценить, как скорость потребления древесины термитами варьировалась в зависимости от климатических факторов, таких как среднегодовая температура и количество осадков.

Термиты любят тепло и не слишком много дождя

Для деревянных блоков, доступных только для микробов, мы подтвердили то, что ученые уже знали: скорость разложения примерно удваивалась в разных местах при повышении среднегодовой температуры на каждые 10℃. Скорость разложения еще больше увеличивалась, когда в местах выпадало больше годового количества осадков, например, в тропических лесах Квинсленда.

Для древесных блоков термитов мы наблюдали гораздо более крутую зависимость между скоростью разложения и температурой — валежная древесина обычно разлагалась почти в семь раз быстрее в местах, где температура была на 10 ℃ выше, чем в других.

Для сравнения: активность термитов означала, что деревянные блоки возле тропического Дарвина на северной окраине Австралии разлагались более чем в десять раз быстрее, чем в умеренной Тасмании.

Наш анализ также показал, что потребление деревянных блоков термитами было самым высоким в теплых районах с низким и средним годовым количеством осадков. Например, разложение термитов происходило в пять раз быстрее в субтропической пустыне Южной Африки, чем в тропическом лесу Пуэрто-Рико.

Это может быть связано с тем, что термиты, находящиеся в безопасности в своих курганах, могут получить доступ к воде глубоко в почве в засушливое время, а заболачивание может ограничить их способность добывать валежник.

Термиты и изменение климата

Наши результаты были синтезированы в модели, чтобы предсказать, как потребление термитами валежной древесины может измениться в глобальном масштабе в ответ на изменение климата.

В ближайшие десятилетия мы прогнозируем большую активность термитов, поскольку прогнозы изменения климата показывают, что подходящие места обитания термитов будут расширяться к северу и югу от экватора.

Это будет означать, что круговорот углерода в пуле валежной древесины ускорится, возвращая углекислый газ, зафиксированный деревьями, в атмосферу, что может ограничить хранение углерода в этих экосистемах. Сокращение количества углерода , хранящегося на земле, может затем запустить петлю обратной связи, чтобы ускорить темпы изменения климата.

Мы давно знаем, что изменение климата, вызванное деятельностью человека, принесет пользу нескольким победителям, но оставит много проигравших. Похоже, что скромный термит, вероятно, станет одним из таких победителей, который вот-вот испытает значительную глобальную экспансию в своей основной среде обитания.