En studie utförd av University of Kentucky Martin-Gatton College of Agriculture, Food and Environment; Bucknell University; Penn State University; och USDA har belyst den prekära situation som eldflugepopulationer står inför i Nordamerika. Studiens resultat identifierade flera faktorer som påverkar deras antal, vilket ger en djupdykning i hur förändrade miljö- och mänskliga faktorer påverkar dessa ikoniska insekter.
Studien, publicerad i Science of the Total Environment , "Att belysa mönster av eldflugas överflöd med hjälp av Citizen Science Data and Machine Learning Models," identifierade de faktorer som sannolikt är ansvariga för oroande nedgångar i eldflugapopulationer över hela Nordamerika.
För att studera dessa befolkningsförändringar använde forskningen en blandning av fältundersökningar från medborgarforskare och avancerade maskininlärningstekniker för att analysera över 24 000 undersökningar från Firefly Watch medborgarvetenskapsinitiativet.
Denna forskning markerar det första omfattande försöket att tillämpa ett datadrivet tillvägagångssätt för att förstå eldflugans populationsdynamik på kontinental skala. Nyckelfynd från denna nya studie indikerar att eldflugor, en del av skalbaggarordningen, är känsliga för olika miljöfaktorer, från kortsiktiga väderförhållanden till längre klimattrender, inklusive antalet dagar i växande grad relaterade till temperaturackumulering.
"Subtila förändringar i klimatmönster, särskilt relaterade till temperatur, påverkar avsevärt eldflugornas häckningscykler och livsmiljökvalitet", säger Darin McNeil, studiechef och biträdande professor i ekologi och förvaltning av vilda djur.
Christina Grozinger, publicus vergilius maro professor i entomologi vid Penn State University, sa medan forskare tidigare visste att urbanisering, intensifiering av jordbruket och klimatförändringar kan påverka den biologiska mångfalden, var mindre känt om hur dessa komplexa faktorer interagerar och vad människor kan göra i sina egna bakgårdar, städer för att stödja biologisk mångfald.
"I den här studien integrerade vi storskaliga datamängder om artförekomst, markanvändning, jordtyp, väder och klimat med hjälp av maskininlärningsmodeller för att exakt modellera och förutsäga eldflugans förekomstmönster i lokal skala över östra USA," sa Grozinger.
"Vi hade mycket turen att ha en flerårig medborgarvetenskaplig datauppsättning som sträckte sig över mer än 24 000 observationer."
Studien understryker eldflugornas känslighet för klimatvariabler som temperatur och nederbörd. Eldflugor trivs i tempererade förhållanden, med våta och varma somrar som skapar den idealiska häckningsmiljön och kalla vintrar som stödjer överlevnaden av omogna stadier som ägg, larver och puppor.
Men när de globala temperaturerna stiger blir dessa förhållanden mindre förutsägbara och ofta mindre gästvänliga. Förändringar i nederbördsmönster, en annan kritisk faktor för eldflugans överlevnad, har lett till antingen alltför torra förhållanden som minskar larvernas överlevnad eller alltför våta förhållanden som kan översvämma häckningsplatser och störa livscykler.
"Konstgjorda ljus på natten kan störa eldflugapopulationer, vilket kan påverka både vuxna och larverstadier," sa McNeil. "Eldflugelarver, som lever i jorden, är särskilt känsliga för förändringar i ljusexponering och artificiellt ljus kan förändra deras utvecklingscykler och överlevnadshastigheter.
"Eldflugelarver, som är rovdjur, kräver också fuktiga jordförhållanden eftersom fuktigheten stöder mjukkroppar ryggradslösa djur som sniglar och sniglar som eldflugelarver använder som byte."
Stadstillväxt, som att etablera ogenomträngliga ytor som trottoarer, byggnader och vägar, utgör ett betydande hot mot eldflugepopulationer genom att invadera naturliga livsmiljöer och minska tillgängliga häckningsområden. Ljusföroreningar från gatubelysning och kommersiella skyltar är särskilt störande, eftersom det stör eldflugornas självlysande kommunikation som är avgörande för parning.
Studien visar att eldflugor är markant mindre vanliga i områden med betydande ljusföroreningar på natten.
Vissa jordbruksmetoder verkar också bidra till nedgången av eldflugor. Den omfattande användningen av bekämpningsmedel och herbicider har kopplats till minskat antal eldflugor, troligtvis på grund av minskad tillgång på bytesdjur och direkt toxicitet.
Denna nya studie fann ingen bekämpningsmedelseffekt; i själva verket stödde vissa jordbruksområden några av de högsta tätheterna för eldflugor, kanske för att vissa metoder (t.ex. boskapsbete) stöder ängsliknande förhållanden som gynnar eldflugorna. Studien varnar för ökad intensifiering av jordbruket, särskilt metoder som minskar organiskt skräp och fuktiga miljöer som eldflugelarver behöver för att frodas.
Tidningen avslöjar att nedgången i eldflugepopulationer inte är enhetlig i alla klimat eller regioner. Vissa arter som är anpassade till torrare miljöer eller de med specifika häckningsmönster kan påverkas mindre av vissa förändringar, medan andra är mer sårbara. Detta belyser komplexiteten i naturliga ekosystem och behovet av skräddarsydda bevarandestrategier.
Forskargruppen har också gjort betydande framsteg för att identifiera potentiella bevarandeåtgärder för att mildra dessa effekter. Dessa inkluderar att minska ljusföroreningar, bevara naturliga livsmiljöer och implementera djurlivsvänliga jordbruksmetoder som stöder eldflugor.
Eldflugornas tillbakagång är mer än förlusten av ett älskat naturskådespel; det signalerar bredare ekologiska störningar som kan ha kaskadeffekter på andra arter och ekosystem. Eldflugor spelar en roll i näringsväven och fungerar som byte för vissa arter och som rovdjur för många ryggradslösa djur. Deras försvinnande kan få oförutsedda återverkningar på den lokala biologiska mångfalden.
"Som studien avslutas uppmuntras ytterligare forskning, särskilt när det gäller att utforska de långsiktiga trenderna för eldflugapopulationer och effektiviteten av olika bevarandestrategier," sa McNeil.
"Att gå framåt kommer fokuserade studier som kartlägger specifika eldflugor, snarare än eldflugesamhället som helhet, att vara viktiga. Detta tillvägagångssätt kommer att vara avgörande för att säkerställa att framtida generationer också kan njuta av det naturliga underverk av eldflugor som lyser upp natthimlen."
"Varje enskild art har sina egna livsmiljökrav och saker som den behöver för att lyckas," tillägger Bucknell University biträdande professor i biologi Sarah Lower, en känd eldflugeforskare.
"Med medborgarvetenskapens data i den här studien tittar vi på eldflugor i ett aggregat, men vi skulle vilja att människor inom medborgarvetenskap ska få mer utbildning i artidentifiering. Om vi kan få information på artnivå kan vi ge mer specifik information om arter som lever i ett visst område och hur man bäst skyddar dem."
Individer som är intresserade av att lära sig mer om markanvändning, väder och klimatförhållanden på sina platser kan använda Penn States Beescape-verktyg, som ger platsspecifika livsmiljökvalitetspoäng för pollinatörer.
Mer information: Darin J. McNeil et al, Att belysa mönster av eldflugans överflöd med hjälp av medborgarvetenskaplig data och maskininlärningsmodeller, Science of The Total Environment (2024). DOI:10.1016/j.scitotenv.2024.172329
Journalinformation: Science of the Total Environment
Tillhandahålls av University of Kentucky
