Kvetoucí rostliny se objevují ve fosilních záznamech zhruba před 100 miliony let, a přesto tvoří 90 procent rostlinného království. Mezitím je kolem 75 procent známých druhů zvířat hmyz. V originálu Druh Charles Darwin vysvětlil tuto ohromující rozmanitost: opylování. Rostliny a jejich hmyzí opylovači se domnívají, že se musí vyvíjet ve vzájemném vztahu v procesu, který vytvořil „koevoluci“, dokud se nerozkvetnou v oslnivou škálu forem.
Související obsah
- Změna klimatu sundává ptáky v poušti Mojave
- Jak změna klimatu promění kultovní zvířata a rostliny národních parků
- Kalifornské stromy Joshua jsou ohroženy
Ale v obrovském světě rostlin a jejich opylovačů byl jeden příklad, který Darwin považoval za „nejúžasnější případ oplodnění, jaký kdy byl zveřejněn“ v dopise botanikovi Josephovi Daltonovi Hookerovi. To byl zvláštní případ stromu Joshua a můry yucca.
Začneme stromem Joshua, nejznámějším závodem v poušti Mojave. Se svými ostnatými listy a klubovými chomáčky zakončenými štiplavými, voskovitými květinami, které se krouží směrem k pouštní obloze, má tento pouštní přizpůsobený keř pověst jiného světa. Každý, kdo prochází pouští, si pamatuje majestátní strom Joshua; jeho jmenovec inspiroval umělce, filmaře a mnoho sourournerů při hledání transcendence.
Jen málo cestovatelů však má voskovou poetiku ohledně svého vývojového partnera, můry yucca. Malá, dun bug je zpočátku nenáročný, ale při bližším prozkoumání je to stejně mimozemský zápas pro kultovní strom Joshua. Namísto pravidelného náústku se jedná o bizarní, chapadlovité listy, které jsou mezi hmyzem jedinečné - a slouží v pouštním ekosystému jako základní účel.
Bez nektaru, který by přitahoval opylovače, se stromy Joshua spoléhají pouze na tento nenáročný můr pro opylení. Můry Yucca používají své obratné čelistné přívěsky ke sběru pylu z květů stromů Joshua a ukládají jej na ženské části každé květiny, když se můra pohybuje mezi květy. Na druhé straně, můra klade její vejce s tenkým, čepelí-jako ovipositor na semena květin.
Když se líhnou, housenky yucca můry jedí semena - jejich jediný zdroj potravy - předtím, než se plazí na zem a vytvoří kokony. A cyklus začíná znovu.
Podle Christophera Smithe, biologa na Willamette University, který studuje vztahy opylovačů, je vztah mezi můry yucca a stromy Joshua na rozdíl od všeho jiného v přírodním světě. Měl by vědět: Smith už dlouho studoval rozmanité vztahy mezi hmyzem a rostlinami v poušti. Jeho předchozí výzkum se zaměřil na brouky kaktusy longhorn a ostnaté druhy rostlin, s nimiž interagují po celé Sonoranské poušti. Říká však, že nic není ve srovnání se stromem Joshua a můrou yucca.
Většina opylovačů náhodně pomáhá rostlinám, které opylují. Včely a ptáci se budou krmit proti pylu, když se krmí květovým nektarem, a pokračují v denních svátcích. Ne můry yucca: protože jejich housenky závisí na pokračující existenci stromů Joshua a jejich chutných semen, je opylení můry yucca aktivním aktem přežití. Navíc toto partnerství trvá miliony let.
Joshua stromy poskytují více než uměleckou inspiraci: vytvářejí nezbytnou environmentální podporu pro nekompromisní pouštní ekosystém. Tyto strašlivě krásné keře poskytují jídlo a přístřeší pro zvířata v Mojavských křovinách, kde jsou zdroje notoricky vzácné. Během jara jsou její květiny jedním z mála zdrojů vlhkého jídla dostupného pro hmyz, havrany a veverky zemní.
Přesto může být jejich dlouhodobé partnerství ohroženo rozpadem, protože přirozené prostředí stromu Joshua čelí novým hrozbám.
Nevšední vyhlížející můra yucca je jednou polovinou evolučního partnerství, které sahá do milionů let. (Will (Tad) Cole) Správná můra pro tuto práci
Existují dva odlišné druhy joshua stromů, děleno nízkými vnitrozemskými povodími Údolí smrti a pouště Amargosa: huňaté, krátké listy východní Joshua (Yucca brevifolia jaegeriana) a stromové, dlouho listnaté západní stromy Joshua (Y. b.). brevifolia). Oba jsou tak rozdílní, vědci dokonce obhajují rozdělení Yucca brevifolias na dva druhy. Ale jaký evoluční důvod je zodpovědný za tuto divergenci?
To je, říká Smith, „otázka v hodnotě několika milionů dolarů“.
Odpověď může držet můra. Ekologové dlouho věřili, že jeden druh yucca můry (Tegeticula synthetica) opyluje oba druhy Joshua stromů. V roce 2003 však tým vědců objevil, že geneticky odlišný můr yucca (T. antithetica) opyluje výhradně východní stromy. Stejně jako samotné stromy Joshua byl i tento můra kratší než jeho západní protějšek. Ještě děsivější byl rozdíl ve vzdálenosti mezi stigmou a ovulem mezi dvěma typy stromů stejný jako rozdíl ve velikosti těla mezi hlavou a břichem mezi dvěma můry.
"Myslel jsem si, " To nemůže být náhoda, "říká Smith.
Aby se zjistilo, zda koevoluce způsobila toto podezřelé spekulace, vedl Smith v letech 2013 a 2014 tým občanských vědců ke sběru morfologických údajů na jednom místě, kde dva druhy stromů Joshua a jejich odpovídající můry žijí v harmonii: údolí Tikaboo.
Smith a jeho tým poznamenali, že můry yucca ukládají vejce účinněji do svých příslušných stromů Joshua, a stromy Joshua zase poskytují větší prostor pro vejce, když jsou opylovány preferovaným můrem. Smithovy předběžné výsledky také ukazují, že můry se úspěšně rozmnožují, když se jejich tělesná velikost shoduje s velikostí stonku mezi stigmatem a vaječníkem, známým jako styl.
Přestože můry opylují květiny, jejichž styly jsou příliš dlouhé, téměř nikdy úspěšně nepokládají vejce, která se líhnou do housenek. Když jsou styly příliš krátké, můry mohou svým ovipositorem poškodit květiny.
Smith zdůrazňuje, že tyto korespondence nemusí nutně prokázat koevoluci. Stromy Joshua se mohly vyvíjet v reakci na něco v jejich přirozeném prostředí a můry by mohly reagovat, což ukazuje vývoj, jak se jeden druh mění v reakci na environmentální zátěž (a poté se druhý vyvíjí v reakci na první rezonující druh) - ale ne koevoluce, kde se oba druhy vzájemně mění v reakci na sebe.
Aby se odstranil potenciál náhodnosti, Smith nyní plánuje zmapovat genom stromů Joshua prostřednictvím spolupráce s názvem Projekt Joshua Tree Genome Project, zahájenou loni v březnu Smithem a šesti dalšími vědci a financovanou kombinací crowdsourcingu a podpory z Living Desert . Kromě Smithova výzkumu je jedním z primárních cílů projektu identifikace genů, které se podílejí na adaptaci stromu Joshua na klima, aby bylo možné naplánovat nadcházející klimatickou krizi.
Jakmile bude mít genomy dvou stromů Joshua, Smith je porovná s genomy dobře zkoumaných rostlin, aby určil, které geny odpovídají morfologii květin, délce větve a dalším charakteristikám. Odtud může porovnat genomy dvou druhů stromů Joshua a určit průměrnou odchylku mezi jejich alely - to je změna způsobená evolucí. Geny, které vykazují dramatickou variaci ve srovnání s touto základní linií, jsou označeny pro přirozený výběr.
Klíčovou součástí této strategie může být její vztah k můstkům yucca. Výzkum již prokazuje, že rozdíly v délce ovipositorů a tělesné velikosti v genomech můr yucca jsou výraznější, což naznačuje, že tento nesoulad způsobil přirozený výběr. Smith doufá, že najde to samé pro morfologii květů stromů Joshua.
Smith a jeho tým sbírají yucca můry studovat jejich morfologii. (Christopher Smith) Závodní hodiny
Čas ale může docházet. Stromy Joshua jsou kriticky ohroženy změnou klimatu: protože oteplovací klima vypařuje vzácnou vodu z půdy a klesá frekvence dešťů, je méně pravděpodobné, že sazenice stromů Joshua přežijí delší období sucha, než jejich plné dospělé protějšky.
"Mnohokrát, když se lidé dívají na místo, jako je národní park Joshua Tree, kde vidíte hodně zralých stromů, myslí si, že to vypadá zdravě, " říká Cameron Barrows, ekolog z Centra pro biologii ochrany na Kalifornské univerzitě v Riverside. "Ale pokud nevidíte mladistvé, znamená to, že se tento druh nenahrazuje."
Jak méně sazenic stromů Joshua přežívá a zraje, populace se zmenšuje, stejně jako rozmanitost pouště. Protože strom Joshua je v Mojave klíčovým druhem, řada různých hmyzů, ještěrek a ptáků ztratí důležité zdroje stanovišť v jejich větvích, na nich a pod nimi.
Podle Barrowových klimatických modelů mohla Mojavská poušť do konce století ztratit až 90 procent stromů Joshua. Dokonce i v nejhorších scénářích existují skvrny, které Barrows nazývá „refugia“, kde se stromy Joshua mohly množit a prosperovat - pokud se vyhýbají invazivním plevelům a požárům - ale rozsah se výrazně zmenšuje.
Stejně jako mnoho organismů i stromy Joshua migrují v reakci na oteplování svých stanovišť tím, že klesají semena dále na sever. Právě teď sazenice rostou do 100 metrů od jejich rodičovských rostlin; aby se dostali do oblastí, které jsou dostatečně chladné, aby přežily, možná budou muset přesunout tisíce kilometrů. Semena joshua stromu musí ještě prokázat schopnost tak rychle se šířit.
Možná ještě podstatněji ani Yucca můry. "Nemáme tušení, jak by yucca můra mohla reagovat na přesun tisíce kilometrů na sever, " připouští Smith. Kvůli krátké životnosti yucca můry a krátké interakci se stromy Joshua je obtížné studovat, jak budou reagovat na takové změny v jejich prostředí. Bez jejich jediných opylovačů zahynou stromy Joshua bez ohledu na to, zda jejich semena dokážou cestu.
Porozumění těmto symbiotickým vztahům se stává ještě důležitějším při vývoji strategií reakce na změnu klimatu. Někteří vědci navrhli fyzicky se pohybující druhy ohrožené změnou klimatu, ale mohlo by to narušit systémy, které dosud nejsou zcela pochopeny.
"Ochranní biologové často považují masové komunity za statické, " říká Smith. "Při tvorbě strategií zachování musíme myslet nejen na to, co je dnes systém, ale na to, jak se systém v budoucnosti změní v reakci na měnící se svět."
Jedna věc je jistá: Ztráta stromu Joshua by drasticky změnila obraz Mojavské pouště v kolektivním vědomí. Osud těchto stromů - a naše schopnost je bránit - spočívá v ústech malého šedého můra.
