Ανθοφόρα φυτά εμφανίζονται μόνο στο απολιθωμένο αρχείο πριν από περίπου 100 εκατομμύρια χρόνια, και όμως αποτελούν το 90 τοις εκατό του φυτικού βασιλείου. Εν τω μεταξύ, περίπου το 75 τοις εκατό των γνωστών ζωικών ειδών είναι έντομα. Στην καταγωγή των ειδών, ο Κάρολος Δαρβίνος παρουσίασε μια εξήγηση για αυτήν την εκπληκτική ποικιλομορφία: επικονίαση. Τα φυτά και οι επικονιαστές των εντόμων τους, κατά την άποψή του, πρέπει να εξελίσσονται σε συνδυασμό μεταξύ τους σε μια διαδικασία που δημιούργησε "συν-εξέλιξη" μέχρι να ανθίσουν σε μια εκθαμβωτική σειρά μορφών.
σχετικό περιεχόμενο
- Η αλλαγή του κλίματος μειώνει τα πτηνά στην έρημο του Mojave
- Πώς η αλλαγή του κλίματος θα μεταμορφώσει τα εικονικά ζώα και τα φυτά των εθνικών πάρκων
- Τα δέντρα του Joshua της Καλιφόρνια είναι υπό απειλή
Αλλά στον τεράστιο κόσμο των φυτών και των επικονιαστών τους, υπήρξε ένα παράδειγμα ότι ο Δαρβίνος θεωρούσε την "ωραιότερη περίπτωση γονιμοποίησης που δημοσιεύθηκε ποτέ" σε επιστολή προς τον βοτανολόγο Joseph Dalton Hooker. Αυτή ήταν η περίεργη περίπτωση του δέντρου Joshua και του σκώρου yucca.
Θα ξεκινήσουμε με το δέντρο Joshua, το πιο εικονικό φυτό της έρημο του Mojave. Με τα αγκάθια φύλλα του και τα κουνουπιέρες, που καλύπτονται από πικάντικα, κηρώδη λουλούδια που στρέφονται προς τον ουρανό της ερήμου, αυτός ο θάμνος που έχει προσαρμοσθεί στην έρημο έχει τη φήμη του για άλλη ζωή. Όλοι όσοι περνούν μέσα από την έρημο θυμούνται το μεγαλοπρεπή δέντρο του Ιησούς. το όνομά του έχει εμπνεύσει καλλιτέχνες, κινηματογραφιστές και πολλούς παραθεριστές σε αναζήτηση υπερβατικότητας.
Λίγοι ταξιδιώτες, ωστόσο, κηρύσσονται ποιητικοί σχετικά με τον εξελικτικό συνεργάτη του, τον σκώρο του yucca. Το μικρό bug bug είναι αρχικά unassuming, αλλά μετά από προσεκτικότερη επιθεώρηση, είναι εξίσου εξωγήινο αγώνα για το εικονικό δέντρο Joshua. Αντί για ένα κανονικό κομμάτι στόματος, αθλητικά παράξενα, σαν τα πλοκάμια, που μοιάζουν με τα έντομα - και εξυπηρετούν έναν ουσιαστικό σκοπό στο οικοσύστημα της ερήμου.
Χωρίς νέκταρ για να προσελκύσουν επικονιαστές, τα δέντρα του Joshua βασίζονται αποκλειστικά σε αυτό το απίστευτο σκώρο για επικονίαση. Οι σκώροι της Yucca χρησιμοποιούν τις δεξιόστροφες προσαγωγές των γνάθων για τη συλλογή της γύρης από τα λουλούδια των δέντρων Joshua και την εναποθέτουν στα θηλυκά μέρη κάθε λουλουδιού καθώς το σκώρος κινείται ανάμεσα στα άνθη. Με τη σειρά του, ο σκώρος τοποθετεί τα αυγά της με τον λεπτό, ωμοπλάτη της σαν λεπίδα στους σπόρους των λουλουδιών.
Όταν εκκολάπτονται, οι κάμπιες από τη σκωληκοειδή γουκκα τρώνε τους σπόρους - τη μόνη πηγή τους - πριν σέρνουν στο έδαφος για να σχηματίσουν κουκούλια. Και ο κύκλος αρχίζει και πάλι.
Σύμφωνα με τον Christopher Smith, βιολόγο στο Πανεπιστήμιο Willamette, ο οποίος μελετά τις σχέσεις γονιμοποίησης, η σχέση μεταξύ των σκωληκοειδών του yucca και των δέντρων Joshua είναι διαφορετική από οτιδήποτε άλλο στον φυσικό κόσμο. Πρέπει να γνωρίζει: ο Smith έχει μελετήσει εδώ και καιρό τις ποικίλες σχέσεις μεταξύ εντόμων και φυτών στην έρημο. Οι προηγούμενες έρευνές του επικεντρώθηκαν στους σκαθάρια των κάκτων και στα ακανθώδη φυτικά είδη με τα οποία αλληλεπιδρούν σε όλη την έρημο Sonoran. Αλλά τίποτα, λέει, δεν συγκρίνεται με το δέντρο του Joshua και τον σκώρο του yucca.
Οι περισσότεροι επικονιαστές βοηθούν τυχαία τα φυτά που επικονιάζουν. Οι μέλισσες και τα πουλιά θα βουρτσίσουν τη γύρη ενώ τροφοδοτούν το νέκταρ ενός λουλουδιού, εξαπλώνοντάς το από φυτό σε φυτό καθώς συνεχίζουν τη γιορτή της ημέρας. Δεν μούχλα yucca: επειδή οι κάμπιες τους εξαρτώνται από τη συνεχιζόμενη ύπαρξη των δέντρων Joshua και των νόστιμων σπόρων τους, η επικονίαση του σκώρου της yucca είναι μια ενεργή πράξη επιβίωσης. Επιπλέον, αυτή η συνεργασία συνεχίζεται εδώ και εκατομμύρια χρόνια.
Τα δέντρα του Joshua κάνουν περισσότερο από την καλλιτεχνική έμπνευση: δημιουργούν ουσιαστική περιβαλλοντική υποστήριξη για το ασυμβίβαστο οικοσύστημα της ερήμου. Αυτοί οι απίστευτα όμορφοι θάμνοι παρέχουν τροφή και καταφύγιο για τα ζώα στις θάμνοι του Mojave, όπου οι πόροι είναι γνωστά σπάνια. Κατά τη διάρκεια της άνοιξης, τα λουλούδια της είναι μία από τις μόνες πηγές υγρής τροφής που διατίθενται για έντομα, κοράκια και σκίουρους.
Ωστόσο, σήμερα, η μακροχρόνια σύμπραξή τους κινδυνεύει να καταρρεύσει, καθώς ο φυσικός οικότοπος του δέντρου Joshua αντιμετωπίζει νέες απειλές.
Ο μη αξιοσημείωτος σκώρος της γιουκά είναι το μισό μιας εξελικτικής εταιρικής σχέσης που χρονολογείται από εκατομμύρια χρόνια. (Will (Tad) Cole) Ο σωστός σκώρος για τη δουλειά
Υπάρχουν δύο διαφορετικά είδη δέντρων Joshua, που διαιρούνται από τις χαμηλές λεκάνες της θάλασσας της θάλασσας και την έρημο Amargosa: θαμνώδεις, βραχώδεις ανατολικές δέντρα του Joshua (Yucca brevifolia jaegeriana) και δέντρα δυτικού Joshua (Y. brevifolia). Οι δύο είναι τόσο διαφορετικές, οι επιστήμονες έχουν υποστηρίξει ακόμη και τη διάσπαση των Yucca brevifolias σε δύο είδη. Αλλά ποιος εξελικτικός λόγος είναι υπεύθυνος για αυτή την απόκλιση;
Αυτό, λέει ο Smith, είναι το "ερώτημα πολλών εκατομμυρίων δολαρίων".
Οι σκώροι μπορεί να κρατήσουν την απάντηση. Οι οικολόγοι πιστεύουν από καιρό ότι ένα είδος σκώρου yucca (Tegeticula synthetica) επικονιάζει και τα δύο είδη δέντρων Joshua. Όμως, το 2003, μια ομάδα επιστημόνων ανακάλυψε ότι ένας γενετικά διακριτός σκώρος yucca (T. antithetica) επικονιάζει αποκλειστικά τα ανατολικά δέντρα. Όπως και τα ίδια τα δέντρα του Joshua, αυτός ο σκώρος ήταν μικρότερος από τον δυτικό του ομόλογο. Ακόμη πιο θορυβώδης, η διαφορά στην απόσταση μεταξύ του στίγματος και των ωοειδών μεταξύ των δύο τύπων δέντρων ήταν η ίδια με τη διαφορά στο μέγεθος του σώματος, από το κεφάλι στην κοιλιά, μεταξύ των δύο σκώρων.
"Νόμιζα, " Αυτό δεν μπορεί να είναι σύμπτωση ", λέει ο Smith.
Για να προσδιορίσουμε αν η συνεκπαίδευση προκάλεσε αυτήν την ύποπτη συσσώρευση, η Smith οδήγησε μια ομάδα επιστημόνων πολιτών το 2013 και το 2014 για τη συλλογή μορφολογικών δεδομένων στο ένα σημείο όπου τα δύο είδη δέντρων Joshua και οι αντίστοιχοι σκώροι τους ζουν σε αρμονία: την κοιλάδα Tikaboo.
Ο Σμιθ και η ομάδα του παρατήρησαν ότι τα μοσχαράκια yucca καταθέτουν τα αυγά τους πιο αποτελεσματικά στα αντίστοιχα δέντρα του Joshua και τα δέντρα Joshua με τη σειρά τους παρέχουν περισσότερο χώρο για τα αυγά όταν γονιμοποιούνται από τον προτιμώμενο σκώρο. Τα προκαταρκτικά αποτελέσματα του Smith δείχνουν επίσης ότι οι σκώροι αναπαράγονται με μεγαλύτερη επιτυχία όταν το μέγεθος του σώματος τους ταιριάζει με το μέγεθος του στελέχους μεταξύ του στιγματισμού και της ωοθήκης του λουλουδιού, γνωστού ως στυλ.
Αν και οι σκώροι θα επικονιάσουν τα λουλούδια των οποίων τα στυλ είναι πολύ μεγάλα, σχεδόν ποτέ δεν βάζουν με επιτυχία αυγά που εκκολάπτονται σε κάμπιες. Όταν τα στυλ είναι πολύ σύντομα, οι σκώροι μπορούν να βλάψουν τα λουλούδια με τους καρπούς τους.
Ο Σμιθ επισημαίνει ότι αυτές οι αντιστοιχίες δεν αποδεικνύουν απαραιτήτως την ταυτόχρονη εξέλιξη. Τα δέντρα του Joshua θα μπορούσαν να εξελίσσονται ως αντίδραση σε κάτι στο φυσικό τους περιβάλλον και οι σκώροι θα μπορούσαν να ανταποκριθούν, πράγμα που αποδεικνύει την εξέλιξη, καθώς ένα είδος μεταβάλλεται ως απάντηση σε περιβαλλοντικές πιέσεις (και στη συνέχεια το άλλο εξελίσσεται ως απάντηση στο πρώτο είδος που αντέχει) αλλά όχι συν-εξέλιξη, όπου και τα δύο είδη αλλάζουν αμοιβαία ως ανταπόκριση μεταξύ τους.
Για να απομακρυνθεί η πιθανότητα τυχαιότητας, ο Smith τώρα σχεδιάζει να χαρτογραφήσει το γονιδίωμα των δέντρων Joshua μέσω μιας συνεργασίας που ονομάζεται Project Genome Tree Joshua, που ξεκίνησε τον περασμένο Μάρτιο από τον Smith και έξι άλλους επιστήμονες και χρηματοδοτείται μέσω ενός συνδυασμού crowdsourcing και υποστήριξης από τη Living Desert . Εκτός από την έρευνα του Smith, ένας από τους πρωταρχικούς στόχους του έργου είναι να εντοπίσει τα γονίδια που συμμετέχουν στην προσαρμογή του κλίματος του Joshua στο κλίμα για να προγραμματίσει την επερχόμενη κλιματική κρίση.
Μόλις έχει τα γονιδιώματα των δύο δέντρων Joshua, ο Smith θα τα συγκρίνει με τα γονιδιώματα καλά μελετώντων φυτών για να προσδιορίσει ποια γονίδια αντιστοιχούν στη μορφολογία των λουλουδιών, το μήκος των κλαδιών και άλλα χαρακτηριστικά. Από εκεί, μπορεί να συγκρίνει τα γονιδιώματα των δύο ειδών δένδρων Joshua και να καθορίσει τη μέση διακύμανση μεταξύ των αλληλόμορφών τους - δηλαδή, η διακύμανση που οφείλεται στην εξέλιξη. Τα γονίδια που παρουσιάζουν δραματικές διακυμάνσεις σε σύγκριση με αυτή τη γραμμή βάσης σημαίνονται για φυσική επιλογή.
Ένα βασικό μέρος αυτής της στρατηγικής μπορεί να είναι η σχέση της με τους σκώρους της yucca. Η έρευνα ήδη καταδεικνύει ότι οι διαφορές στο μήκος των ωοθηκών και το μέγεθος του σώματος στα γονιδιώματα των σκώρων της yucca είναι πιο έντονες, γεγονός που υποδηλώνει ότι η φυσική επιλογή οδήγησε την ασυμφωνία. Ο Σμιθ ελπίζει να βρει το ίδιο και για τη μορφολογία των λουλουδιών των δέντρων του Ισιουάου.
Ο Σμιθ και η ομάδα του συλλέγουν σκώρους από τη γιούκα για να μελετήσουν τη μορφολογία τους. (Christopher Smith) Αγωνιστικά το ρολόι
Αλλά ο χρόνος μπορεί να τελειώσει. Τα δέντρα του Joshua απειλούνται με κριτικό πνεύμα από την αλλαγή του κλίματος: καθώς το κλίμα θερμότητας εξατμίζει πολύτιμο νερό από το έδαφος και μειώνεται η συχνότητα της βροχής, τα φυτά δένδρων Joshua είναι λιγότερο πιθανό να επιβιώσουν παρατεταμένες εποχές ξηρασίας από ό, τι οι πλήρεις ομοιοπαθητικοί τους.
"Πολλές φορές όταν οι άνθρωποι κοιτάζουν ένα μέρος όπως το Εθνικό Πάρκο Joshua Tree όπου βλέπεις πολλά ώριμα δέντρα, πιστεύουν ότι φαίνεται υγιές", λέει ο Cameron Barrows, οικολόγος στο Κέντρο Βιολογίας Συντήρησης του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια Οχθη ποταμού. "Αλλά αν δεν βλέπετε τα νεαρά άτομα, αυτό σημαίνει ότι το είδος δεν αντικαθίσταται".
Καθώς λιγότερα φυτά δέντρου του Joshua επιβιώνουν και ωριμάζουν, ο πληθυσμός μειώνεται, όπως και η ποικιλομορφία της ερήμου. Επειδή το δέντρο του Joshua είναι ένα είδος κατόπτρου στο Mojave, πολλά διαφορετικά έντομα, σαύρες και πουλιά θα χάσουν σημαντικές πηγές οικοτόπων μέσα, πάνω και κάτω από τα κλαδιά τους.
Σύμφωνα με τα κλιματικά μοντέλα του Barrows, η έρημος του Mojave θα μπορούσε να χάσει μέχρι το 90 τοις εκατό των δέντρων Joshua πριν από το τέλος του αιώνα. Ακόμη και σε χειρότερα σενάρια, υπάρχουν κηλίδες που αποκαλούν "refugia", όπου τα δέντρα του Joshua θα μπορούσαν να διαδοθούν και να ευδοκιμήσουν - αν παραμείνουν σαφή από τα διηθητικά ζιζάνια και τις πυρκαγιές - αλλά το φάσμα συρρικνώνεται σημαντικά.
Όπως και πολλοί οργανισμοί, τα δέντρα του Joshua μεταναστεύουν ανταποκρινόμενοι στα θερμά τους ενδιαιτήματα, αφήνοντας τους σπόρους τους πιο βόρεια. Αυτή τη στιγμή, τα σπορόφυτα αυξάνονται σε απόσταση 100 μέτρων από τα μητρικά τους φυτά. προκειμένου να φθάσουν σε περιοχές που είναι αρκετά δροσερές για να επιβιώσουν, ίσως χρειαστεί να κινηθούν χιλιάδες μίλια. Οι σπόροι δέντρων Joshua δεν έχουν ακόμη δείξει την ικανότητα να εξαπλωθούν τόσο γρήγορα.
Ίσως πιο ουσιαστικά, ούτε έχουν σκώρους yucca. "Δεν έχουμε ιδέα πώς το σκώρος της yucca μπορεί να αντιδράσει στην κίνηση χιλιάδων μιλίων βόρεια", παραδέχεται ο Smith. Λόγω της μικρής διάρκειας ζωής και της σύντομης αλληλεπίδρασης με τα δέντρα του Joshua, είναι δύσκολο να μελετηθεί πώς θα ανταποκριθούν σε τέτοιες αλλαγές στο περιβάλλον τους. Χωρίς τους μοναδικούς επικονιαστές τους, τα δέντρα του Joshua θα χαθούν ανεξάρτητα από το αν οι σπόροι τους μπορούν να κάνουν το ταξίδι.
Η κατανόηση αυτών των συμβιωτικών σχέσεων καθίσταται ακόμα πιο σημαντική κατά την ανάπτυξη στρατηγικών για την αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής. Ορισμένοι επιστήμονες πρότειναν σωματικά κινούμενα είδη που απειλούνται από την αλλαγή του κλίματος, αλλά αυτό θα μπορούσε να διαταράξει συστήματα που δεν είναι ακόμα πλήρως κατανοητά.
"Συχνά, οι βιολόγοι συντήρησης θεωρούν τις μαζικές κοινότητες ως στατικές", λέει ο Smith. «Κατά τη διαμόρφωση στρατηγικών διατήρησης, πρέπει να σκεφτούμε όχι μόνο τι είναι το σύστημα όπως σήμερα, αλλά πώς θα αλλάξει το σύστημα στο μέλλον ανταποκρινόμενο στον μεταβαλλόμενο κόσμο».
Ένα πράγμα είναι σίγουρο: Η απώλεια του δέντρου Joshua θα αλλάξει δραστικά την εικόνα της έρημο Mojave στη συλλογική συνείδηση. Τώρα η μοίρα αυτών των δέντρων - και η ικανότητά μας να τους υπερασπιστούμε - στηρίζεται στα στόμια ενός μικρού γκρίζου σκώρου.
