Cvetoče rastline se pojavijo le v fosilnih zapisih pred približno 100 milijoni let, in kljub temu predstavljajo 90 odstotkov rastlinskega kraljestva. Medtem je približno 75 odstotkov znanih živalskih vrst žuželke. Charles Darwin je v izvoru vrst predstavil razlago za to osupljivo raznolikost: opraševanje. Rastline in njihovi opraševalci žuželk se bodo po njegovem prepričanju morali razvijati v povezavi med seboj v procesu, ki ga je skoval „koevolucijo“, dokler ne zacvetijo v osupljivo množico oblik.
Sorodne vsebine
- Podnebne spremembe v puščavi Mojave odganjajo ptice
- Kako bodo podnebne spremembe spremenile ikonične živali in rastline nacionalnih parkov
- Kalifornijska drevesa Joshua so pod grožnjo
Toda v ogromnem svetu rastlin in njihovih opraševalcev je bil en primer, da je Darwin v pismu botaniku Josephu Daltonu Hookerju označil za "najčudovitejši primer gnojenja, ki je bil kdajkoli objavljen". To je bil radoveden primer drevesa Joshua in moljca juke.
Začeli bomo z drevesom Joshua, najbolj ikoničnimi rastlinami puščave Mojave. S puhastim listjem in bodičastimi tufti, ki so jih prekrivali ostri voskasti cvetovi, ki se vijejo v puščavsko nebo, ima ta puščavsko prilagojen grm sloves po tujini. Vsak, ki gre skozi puščavo, se spomni veličastnega drevesa Joshua; njen imenjak je v iskanju transcendence navdihnil umetnike, ustvarjalce filmov in številne prizanesljivce.
Malo popotnikov pa voska poetično o svojem evolucijskem partnerju, moku juki. Majhni dun bug je na začetku nezahteven, toda ob natančnejšem pregledu gre za enako nezemeljsko tekmo za ikonično drevo Joshua. Namesto navadnega ustnika ima bizarne lopute, ki so podobne šicarjem, katerih všečki so edinstvene med žuželkami - in služijo bistvenemu namenu puščavskega ekosistema.
Brez nektarja, ki bi pritegnil opraševalce, se drevesa Joshua zanašajo le na ta nezahtevni molj za opraševanje. Yucca molji uporabljajo svoje spretne čeljustne priloge za zbiranje cvetnega prahu z cvetov drevesa Joshua in ga odlagajo na ženskih delih vsakega cvetja, ko se molj premika med cvetovi. Poproti molj odlaga svoja jajca s tankim, rezilom podobnim ovipositorjem na seme cvetov.
Gosenice juhe, ko se izvalijo, pojedo seme - njihov edini vir hrane - preden se plazijo po tleh in tvorijo kokone. In cikel se začne znova.
Po besedah Christopherja Smitha, biologa z univerze Willamette, ki preučuje razmerja opraševalcev, je odnos med moljem juke in drevesom Joshua v naravi drugačen kot vse drugo. Vedeti bi moral: Smith je dolgo preučeval raznolike odnose med žuželkami in rastlinami v puščavi. Njegove prejšnje raziskave so se osredotočale na hrošče kaktusov in hroščeve rastlinske vrste, s katerimi komunicirajo v Sonoranski puščavi. A ničesar, pravi, ne primerja z drevesom Joshua in moljem juke.
Večina opraševalcev pomotoma pomaga rastlinam, ki jih oprašujejo. Čebele in ptice se bodo med hranjenjem na cvetnem nektarju odpravile proti cvetnemu prahu in ga širile od rastline do rastline, ko nadaljujejo celodnevno pogostitev. Ne moljci juke: ker so njihove gosenice odvisne od nadaljnjega obstoja dreves Joshua in njihovih okusnih semen, je opraševanje juke moljca aktivno dejanje preživetja. Poleg tega to partnerstvo traja že milijone let.
Drevesa Joshua več kot nudijo umetniški navdih: ustvarjajo nujno okoljsko podporo brezkompromisnemu puščavskemu ekosistemu. Ti strašno lepi grmi zagotavljajo hrano in zavetišče za živali v grmičih Mojave, kjer so sredstva pomanjkljiva. V spomladi so njeni cvetovi eden edinih virov vlažne hrane, ki je na voljo žuželkam, krokarjem in zemeljskim vevericam.
Vendar je danes lahko dolgoletno partnerstvo v nevarnosti, da bi se razpadlo, saj se naravni habitat drevesa Joshua sooča z novimi grožnjami.
Nepomemben molj juke je polovica evolucijskega partnerstva, ki sega več milijonov let. (Will (Tad) Cole) Pravi molj za delo
Obstajata dve vrsti dreves Joshua, ki ju delijo nizki notranji kotlini Doline smrti in puščava Amargosa: grmovna, kratkolistna vzhodna drevesa Joshua (Yucca brevifolia jaegeriana) in drevesa z dolgimi listnimi zahodnimi drevesi Joshua (Y. b. brevifolija). Oba sta tako različna, znanstveniki so celo zagovarjali razcep Yucca brevifolias na dve vrsti. Toda kakšen evolucijski razlog je kriv za to razhajanje?
To je, pravi Smith, "večmilijonsko vprašanje."
Moli lahko držijo odgovor. Ekologi so dolgo verjeli, da ena vrsta moka yucca (Tegeticula synthetica) oprašuje obe vrsti dreves Joshua. Toda leta 2003 je skupina znanstvenikov odkrila, da genetsko izrazit molj juke (T. antithetica) izključno oprašuje vzhodna drevesa. Tako kot drevesa Joshua, je bil tudi ta molj krajši od zahodnega. Še bolj mrzlo je bilo, da je bila razlika med razdaljo stigme in ovule med dvema drevesnima vrstama enaka razliki v velikosti telesa, od glave do trebuha, med obema moloma.
"Mislil sem:" To ne more biti naključje, "pravi Smith.
Da bi ugotovil, ali je koevolucija povzročila to sumljivo specifikacijo, je Smith vodil skupino znanstvenikov državljanov v letih 2013 in 2014, da so zbrali morfološke podatke na tistem mestu, kjer obe vrsti dreves Joshua in njuni ustrezni moli živijo v harmoniji: dolina Tikaboo.
Smith in njegova ekipa so opazili, da moljci juke bolj učinkovito odlagajo svoja jajca v svoja drevesa Joshua, drevesa Joshua pa zagotavljajo več prostora za jajca, ko jih oprašuje prednostni molj. Smithovi predhodni rezultati kažejo tudi, da se molji uspešneje razmnožujejo, ko se njihova velikost telesa ujema z velikostjo peclja med cvetnim stigmom in jajčnikom, znanim kot slog.
Čeprav bodo moli oprašili cvetove, katerih slogi so predolgi, skoraj nikoli uspešno odložijo jajčeca, ki se izležejo v gosenice. Kadar so slogi prekratek, lahko moli poškodujejo cvetove s svojim jajčevjem.
Smith poudarja, da te korespondence ne dokazujejo nujno koevolucije. Drevesa Joshua bi se lahko razvijala kot reakcija na nekaj v njihovem naravnem okolju in molji bi se lahko odzvali, kar kaže na evolucijo, saj se ena vrsta spreminja kot odziv na stres v okolju (nato pa se druga razvija kot odgovor na prvo odmevanje vrst) - ne pa koevolucija, kjer se obe vrsti vzajemno spreminjata kot odziv drug na drugega.
Da bi odstranil možnost naključnosti, Smith zdaj načrtuje preslikavo genoma dreves Joshua s sodelovanjem, imenovanim Projekt genoma Joshua Tree Genome, ki ga je Smith začel skupaj še šest drugih znanstvenikov in ki ga je začel marca marsikje, financira pa ga s kombinacijo množičnega partnerstva in podpore iz žive puščave . Poleg Smithove raziskave je eden glavnih ciljev projekta prepoznati gene, ki sodelujejo pri prilagajanju drevesa Joshua na podnebje, da bi načrtovali prihajajočo podnebno krizo.
Ko bo imel genoma dveh dreves Joshua, ju bo Smith primerjal z genomi dobro raziskanih rastlin, da bi ugotovil, kateri geni ustrezajo morfologiji cvetov, dolžini vej in drugim značilnostim. Od tam lahko primerja genome obeh vrst dreves Joshua in določi povprečno variacijo med njihovimi aleli - to je različica zaradi evolucije. Geni, ki so v primerjavi s to izhodiščno vrednostjo dramatični, so označeni za naravno selekcijo.
Ključni del te strategije je morda njen odnos do moljev juke. Raziskave že kažejo, da so razlike v dolžini ovipositorjev in telesni velikosti v genomih molov juke bolj izrazite, kar kaže na to, da je naravna selekcija povzročila neskladje. Smith upa, da bo za morfologijo cvetov Joshua dreves našel isto.
Smith in njegova ekipa zbirajo molje yucce, da preučijo njihovo morfologijo. (Christopher Smith) Dirkanje ure
Toda čas morda zmanjka. Drevesa Joshua kritično ogrožajo podnebne spremembe: ko segrevanje klime izhlapi dragoceno vodo iz tal in se pogostost dežja zmanjša, sadike dreves Joshua manj verjetno preživijo daljše sezone suše kot njihovi polno zrasli sorodniki.
"Velikokrat ljudje, ko si ogledajo kraj, kot je narodni park Joshua Tree, kjer vidite veliko zrelih dreves, mislijo, da je videti zdravo, " pravi Cameron Barrow, ekolog Centra za konzervacijsko biologijo na kalifornijski univerzi na Riverside. "Toda če ne vidite mladoletnikov, to pomeni, da se vrsta ne nadomesti."
Kolikor manj sadik dreves Joshua preživi in dozori, populacija upada in tako tudi raznolikost puščave. Ker je drevo Joshua ključna vrsta vrste v Mojaveh, bodo številne različne žuželke, kuščarji in ptice izgubile pomembne vire bivanja v, na in pod njihovimi vejami.
Po Barrowsovih klimatskih modelih bi puščava Mojave lahko pred koncem stoletja izgubila do 90 odstotkov dreves Joshua. Tudi v najslabših scenarijih obstajajo pike, ki jih Barrowi imenujejo "refuzija", kjer bi se drevesa Joshua lahko razmnoževala in uspevala - če se ne zadržujejo invazivnega plevela in divjih požarov -, vendar se območje občutno zmanjšuje.
Tako kot številni organizmi se tudi drevesa Joshua selijo kot odgovor na segrevanje svojih habitatov, tako da spustijo svoja semena dalje proti severu. Trenutno sadike rastejo v 100 metrih od matičnih rastlin; da bi dosegli območja, ki so dovolj kul za preživetje, se bodo morda morali premakniti na tisoče kilometrov. Seme dreves Joshua še ni pokazalo sposobnosti tako hitrega širjenja.
Morda bolj v bistvu, nimajo niti juke. "Nimamo pojma, kako bi molj juke lahko reagiral na premik več tisoč milj proti severu, " priznava Smith. Zaradi kratke življenjske dobe yucca moth in kratke interakcije z drevesi Joshua je težko raziskati, kako se bodo odzvali na takšne spremembe v svojem okolju. Brez svojih edinih opraševalcev bodo drevesa Joshua propadla ne glede na to, ali bodo njihova semena lahko potovala.
Razumevanje teh simbiotskih odnosov postane še bolj pomembno pri razvijanju strategij za odzivanje na podnebne spremembe. Nekateri znanstveniki predlagajo fizično gibljive vrste, ki jih ogrožajo podnebne spremembe, vendar bi to lahko motilo sisteme, ki še niso popolnoma razumljeni.
"Pogosto biološki ohranjevalci množične skupnosti mislijo kot statične, " pravi Smith. "Pri oblikovanju strategij ohranjanja moramo razmišljati ne le o tem, kakšen je sistem danes, temveč o tem, kako se bo sistem v prihodnosti spremenil kot odgovor na svet."
Eno je gotovo: Izguba drevesa Joshua bi drastično spremenila podobo puščave Mojave v kolektivni zavesti. Zdaj je usoda teh dreves - in naša sposobnost, da jih branimo - v ustih drobnega sivega molja.
