Plantele cu flori apar doar în recordul fosilelor în urmă cu aproximativ 100 de milioane de ani și cu toate acestea, acestea cuprind 90% din regatul vegetal. Între timp, aproximativ 75 la sută din speciile de animale cunoscute sunt insecte. În originea speciilor, Charles Darwin a prezentat o explicație pentru această uimitoare diversitate: polenizarea. Plantele și polenizatorii lor de insecte, a presupus el, trebuie să evolueze împreună cu celelalte într-un proces pe care l-a inventat „co-evoluția” până la înflorirea într-o serie amețitoare de forme.
Continut Asemanator
- Schimbările climatice sunt înlăturarea păsărilor în deșertul Mojave
- Modul în care schimbările climatice vor transforma animalele și plantele iconice ale parcurilor naționale
- Copacii Joshua din California sunt sub amenințare
Dar în marea lume a plantelor și a polenizatorilor lor, a existat un exemplu că Darwin a considerat „cel mai minunat caz de fertilizare publicat vreodată” într-o scrisoare către botanistul Joseph Dalton Hooker. Acesta a fost cazul curios al arborelui Iosua și al molii de iaurt.
Vom începe cu arborele Iosua, planta cea mai iconică a deșertului Mojave. Cu frunzele sale spinoase și tufurile pline de vârf înconjurate de flori înțepătoare și ceroase care se răsucesc spre cerul deșertului, acest arbust adaptat la deșert are o reputație de altă lume. Toți cei care trec prin deșert își amintesc de pomul maiestuos Iosua; numele său i-a inspirat pe artiști, cineaști și pe mulți un călător în căutarea transcendenței.
Puțini călători, cu toate acestea, ceară poetic despre partenerul său evolutiv, molia yuccă. Bug-ul mic și dun este inițial de neatestat, dar la o inspecție mai atentă, este un meci la fel de extraterestru pentru arborele iconic Joshua. În loc de o gură obișnuită, sportul frundelor bizare, asemănătoare cu tentaculul, al căror aspect este unic în rândul insectelor - și servește un scop esențial în ecosistemul deșertului.
Fără nectar pentru a atrage polenizatorii, copacii Iosua se bazează doar pe această molie nesuferită pentru polenizare. Moliile Yucca își folosesc apendicele de maxilară dexteră pentru a colecta polenul din florile copacului Iosua și a le depune pe părțile feminine ale fiecărei flori în timp ce molia se mișcă între înflorire. La rândul său, molia își depune ouăle cu ovipozitorul subțire, asemănător unei lame, pe semințele florilor.
Când eclozează, omizii de molie de iac mănâncă semințele - singura lor sursă de hrană - înainte să se târască pe pământ pentru a forma cocoloase. Și ciclul începe din nou.
Potrivit lui Christopher Smith, biolog la Universitatea Willamette care studiază relațiile de polenizator, relația dintre molii de yucca și copacii Iosua este spre deosebire de orice altceva din lumea naturală. Ar trebui să știe: Smith a studiat de mult relațiile diverse dintre insecte și plante din deșert. Cercetările sale anterioare s-au concentrat pe gândacii de cactus longhorn și speciile de plante spinoase cu care interacționează de-a lungul deșertului Sonoran. Dar nimic, spune el, nu se compară cu arborele Iosua și molia yuccă.
Majoritatea polenizatorilor ajută accidental plantele cu care polenizează. Albinele și păsările se vor peria împotriva polenului în timp ce se hrănesc cu nectarul unei flori, răspândindu-l de la plantă la plantă, în timp ce continuă sărbătoarea unei zile. Nu molii de iaurt: pentru că omizele lor depind de existența continuă a copacilor Iosua și de semințele lor gustoase, polenizarea moliei de iaurt este un act activ de supraviețuire. Mai mult, acest parteneriat se derulează de milioane de ani.
Copacii Iosua fac mai mult decât oferă inspirație artistică: creează un suport esențial pentru mediu pentru ecosistemul deșertului fără compromis. Aceste arbuști îngrozitor de frumoși oferă hrană și adăpost pentru animalele din padurile Mojave, unde resursele sunt notoriu. În timpul primăverii, florile sale sunt una dintre singurele surse de hrană umedă disponibile pentru insecte, corbi și veverițe măcinate.
Totuși, astăzi, parteneriatul lor de lungă durată poate fi în pericol să se descompună, deoarece habitatul natural al arborelui Iosua se confruntă cu noi amenințări.
Mota de iaurt cu aspect de nerefuzat este o jumătate dintr-un parteneriat evolutiv care datează de milioane de ani. (Will (Tad) Cole) Moliul potrivit pentru slujbă
Există două tipuri distincte de arbori Iosua, împărțiți în bazinele joase interioare de pe Valea Morții și deșertul Amargosa: arbusti, cu frunze scurte de est de Joshua (Yucca brevifolia jaegeriana) și arbori arbori, cu frunze lungi din Iosua (Y. b. brevifolia). Cele două sunt atât de diferite, oamenii de știință au susținut chiar împărțirea brevifoliilor Yucca în două specii. Dar ce motiv evolutiv este responsabil pentru această divergență?
Aceasta, spune Smith, este „întrebarea de mai multe milioane de dolari”.
Moliile pot ține răspunsul. Ecologii credeau de multă vreme că o specie de molie de iaurt (Tegeticula synthetica) polenizează ambele tipuri de copaci Iosua. Dar în 2003, o echipă de oameni de știință a descoperit că o molie de yucca (T. antithetica) genetic polenizează exclusiv copacii estici. La fel ca copacii Iosua, această molie era mai scurtă decât omologul său vestic. Și mai ciudat, diferența dintre distanța dintre stigmat și ovul între cele două tipuri de copaci a fost aceeași cu diferența de mărime a corpului, cap până la abdomen, între cele două molii.
„M-am gândit, 'Nu poate fi o coincidență', spune Smith.
Pentru a determina dacă co-evoluția a dus la această speculație suspectă, Smith a condus în 2013 și 2014 o echipă de oameni de știință cetățeni să colecteze date morfologice într-un singur loc în care cele două specii de copaci Iosua și molii lor corespunzătoare trăiesc în armonie: Valea Tikaboo.
Smith și echipa sa au observat că molii de yucca își depun ouăle mai eficient în copacii lor Joshua corespunzători, iar copacii Joshua la rândul lor oferă mai mult spațiu pentru ouă atunci când sunt polenizați de molia preferată. Rezultatele preliminare ale lui Smith arată, de asemenea, că molii se reproduc mai mult atunci când dimensiunea corpului lor se potrivește cu dimensiunea tulpinii dintre stigmatul și ovarul florii, cunoscut sub numele de stil.
Deși molii vor poleniza florile ale căror stiluri sunt prea lungi, aproape niciodată nu depun cu succes ouă care eclozează în omizi. Când stilurile sunt prea scurte, molii pot deteriora florile cu ovipozitorul lor.
Smith subliniază că aceste corespondențe nu dovedesc neapărat co-evoluție. Copacii Iosua ar putea evolua în reacție la ceva din mediile lor naturale, iar molii ar putea răspunde, ceea ce demonstrează evoluția, pe măsură ce o specie se schimbă ca răspuns la stresurile de mediu (iar apoi cealaltă evoluează ca răspuns la primele specii care răsună) - dar nu co-evoluție, unde ambele specii se schimbă reciproc, ca răspuns una la alta.
Pentru a înlătura potențialul de aleatoriu, Smith intenționează acum să mapeze genomul copacilor Joshua printr-o colaborare numită Proiectul genomului Joshua Tree, lansat în martie trecută de Smith și alți șase oameni de știință și finanțat printr-o combinație de crowdsourcing și sprijin din Living Desert. . Pe lângă cercetările lui Smith, unul dintre obiectivele principale ale proiectului este identificarea genelor care sunt implicate în adaptarea arborelui Joshua la climă pentru a planifica viitoarea criză climatică.
După ce va avea genomii celor doi arbori Joshua, Smith îi va compara cu genomul plantelor bine studiate pentru a determina ce gene corespund morfologiei florilor, lungimii ramurilor și a altor caracteristici. De acolo, el poate compara genomii celor două specii de arbori Joshua și poate determina variația medie dintre alelele lor - adică variația datorată evoluției. Genele care prezintă o variație dramatică în comparație cu această linie de bază sunt marcate pentru selecția naturală.
O parte cheie a acestei strategii poate fi în relația sa cu molii de yucca. Cercetările demonstrează deja că diferențele de lungime a ovipozitorului și dimensiunea corpului în genomele molilor de yucca sunt mai pronunțate, ceea ce sugerează că selecția naturală a determinat discrepanța. Smith speră să găsească același lucru pentru morfologia florilor de arbore Iosua.
Smith și echipa sa colectează molii de yucca pentru a le studia morfologia. (Christopher Smith) Cu ceasul
Dar timpul poate să se termine. Copacii Iosua sunt amenințați în mod critic de schimbările climatice: pe măsură ce clima de încălzire evaporă apă prețioasă din sol și frecvența ploilor scade, răsadurile de arbori de Joshua sunt mai puțin susceptibile să supraviețuiască sezoanelor prelungite decât omologii lor plini.
„De multe ori, când oamenii privesc un loc precum Parcul Național Joshua Tree, unde vezi o mulțime de copaci maturi, ei cred că arată sănătos”, spune Cameron Barrows, ecolog la Centrul pentru Biologie pentru Conservare de la Universitatea din California la Riverside. - Dar dacă nu vezi minori, asta înseamnă că specia nu se înlocuiește.
Pe măsură ce mai puține răsaduri de copaci Iosua supraviețuiesc și se maturizează, populația scade, la fel și diversitatea deșertului. Deoarece arborele Iosua este o specie cheie în Mojave, o serie de insecte, șopârlele și păsările diferite vor pierde surse importante de habitat în, pe și sub ramurile lor.
Conform modelelor climatice ale lui Barrows, deșertul Mojave ar putea pierde până la 90 la sută din copacii Iosua înainte de sfârșitul secolului. Chiar și în cele mai grave cazuri, există locuri pe care Barrows le numește „refugia” în care arborii Iosua ar putea să se propage și să prospere - dacă rămân feriți de buruieni invadatoare și focuri sălbatice - dar gama se micșorează considerabil.
La fel ca multe organisme, copacii Iosua migrează ca răspuns la încălzirea habitatelor lor, aruncându-și semințele mai spre nord. În prezent, răsadurile cresc la 100 de metri de plantele lor părinte; pentru a ajunge în zone suficient de cool pentru a supraviețui, este posibil să fie nevoie să se deplaseze de mii de kilometri. Semințele de copac de Iosua încă au demonstrat capacitatea de a se răspândi atât de repede.
Poate mai în esență, nici nu au molii de yucca. „Nu avem nici o idee despre cum ar putea reacționa molia de iaurt la deplasarea a mii de kilometri spre nord”, recunoaște Smith. Datorită duratei scurte de viață și a interacțiunii scurte a molii de yucca, este dificil de studiat cum vor reacționa la astfel de schimbări în mediile lor. Fără polinizatorii lor singuri, copacii Iosua vor pieri indiferent dacă semințele lor pot face călătoria.
Înțelegerea acestor relații simbiotice devine și mai esențială atunci când dezvoltăm strategii de reacție la schimbările climatice. Unii oameni de știință au sugerat specii în mișcare fizică amenințate de schimbările climatice, dar acest lucru ar putea perturba sistemele care nu sunt încă pe deplin înțelese.
„De multe ori, biologii conservatori cred că comunitățile de masă sunt statice”, spune Smith. „În elaborarea strategiilor de conservare, trebuie să ne gândim nu doar la cum este sistemul de astăzi, ci la cum se va schimba sistemul în viitor, ca răspuns la schimbarea lumii.”
Un lucru este sigur: pierderea arborelui Iosua ar modifica drastic imaginea deșertului Mojave în conștiința colectivă. Acum soarta acestor copaci - și capacitatea noastră de a-i apăra - se află în părțile bucale ale unei molii minuscule cenușii.
