Cvjetne biljke pojavljuju se tek u fosilnom zapisu prije otprilike 100 milijuna godina, a ipak čine 90 posto biljnog kraljevstva. U međuvremenu, oko 75 posto poznatih životinjskih vrsta čine insekti. Charles Darwin je u Podrijetlu vrsta objavio objašnjenje za ovu zadivljujuću raznolikost: oprašivanje. Biljke i njihovi oprašivači insekata, zaključio je, moraju se razvijati zajedno s procesom u kojem je skovao "koevoluciju" sve dok ne prerastu u zasljepljujući niz oblika.
Povezani sadržaj
- Klimatske promjene odstranjuju ptice u pustinji Mojave
- Kako će klimatske promjene transformirati ikonične životinje i biljke nacionalnih parkova
- Kalifornijska drveća Joshua pod prijetnjom su
Ali u ogromnom svijetu biljaka i njihovih oprašivača, postojao je jedan primjer da je Darwin u pismu botaniku Josephu Daltonu Hookeru smatrao "najljepšim slučajem oplodnje ikad objavljenim". Ovo je bio znatiželjan slučaj Joshua stabla i moljaka juke.
Započet ćemo s drvetom Joshua, najeminentnijom biljkom pustinje Mojave. Svojim šiljastim listovima i bodljikavim grozdovima na čelu s gipkim, voštanim cvjetovima koji se uvijaju prema pustinjskom nebu, ovaj grm prilagođen pustinji ima reputaciju za svjetovnost. Svi koji prolaze kroz pustinju sjećaju se veličanstvenog Joshua stabla; njegov imenjak nadahnuo je umjetnike, filmaše i mnoge privremene u potrazi za transcendencijom.
Međutim, malo je putnika koji voze poeziju o svom evolucijskom partneru, moljcu juki. Mali bučni bug u početku nije zanemarljiv, ali nakon detaljnijeg pregleda, podjednako je izvanzemaljska podudarnost za ikonsko drvo Joshuu. Umjesto običnog ustaša, on ima bizarne tragove nalik na tinjak, čiji su likovi jedinstveni među insektima - i služe osnovnoj svrsi u pustinjskom ekosustavu.
Bez nektara za privlačenje oprašivača, drveća Joshua oslanjaju se isključivo na ovaj nepotrebni moljac za oprašivanje. Yucca molji koriste svoje spretne vilice čeljusti da prikupe pelud s cvjetova Joshua stabla i odloži ga na ženskim dijelovima svakog cvijeta dok se moljac kreće između cvjetova. Zauzvrat, moljac polaže svoja jajašca s tankim ovipozitorima nalik na oštrice na sjemenkama cvjetova.
Kada se izležu, gusjenice moljca juke pojedu sjeme - njihov jedini izvor hrane - prije nego što puze na zemlju i formiraju kokone. I ciklus ponovo započinje.
Prema Christopheru Smithu, biologu na Sveučilištu Willamette koji proučava odnose oprašivača, odnos između moljaka juke i Joshua stabala nije za razliku od bilo čega drugog u prirodnom svijetu. Trebao bi znati: Smith je dugo proučavao raznolike odnose insekata i biljaka u pustinji. Njegova prethodna istraživanja fokusirala su se na kaktus buba buba i špinatne biljne vrste s kojima komuniciraju kroz Sonoransku pustinju. Ali ništa se, kaže, ne uspoređuje s drvetom Joshua i moljcem juke.
Većina oprašivača slučajno pomaže biljkama koje oprašuju. Pčele i ptice ispraznit će se s peludom dok se hrane nektarom cvijeća, šireći ga od biljke do biljke dok nastavljaju cjelodnevnu gozbu. Nisu moljci juke: budući da njihove gusjenice ovise o trajnom postojanju drveća Joshua i njihovom ukusnom sjemenu, oprašivanje jukkinog moljaca je aktivni čin preživljavanja. Štoviše, ovo partnerstvo traje već milijunima godina.
Joshua stabla više pružaju umjetničku inspiraciju: stvaraju ključnu ekološku potporu beskompromisnom pustinjskom ekosustavu. Ovi grimizno lijepi grmlje pružaju hranu i utočište životinjama u grmlju Mojave, gdje su resursi prilično oskudni. Tijekom proljeća, cvjetovi su joj jedini izvor vlažne hrane koji je dostupan insektima, gavranima i zemljanim vjevericama.
Ali danas, njihovo dugovječno partnerstvo može biti u opasnosti da se raspadne, jer se prirodno stanište drveta Joshua suočava s novim prijetnjama.
Nepoznati moljac juke predstavlja polovinu evolucijskog partnerstva koje potiče milijune godina. (Will (Tad) Cole) Pravi moljac za posao
Postoje dvije različite vrste Joshua stabala, podijeljene u nizinama unutrašnjih bazena Doline smrti i pustinje Amargosa: grmasta, kratkokrvna stabla istočne Joshua (Yucca brevifolia jaegeriana) i arborealna, dugo lisnata zapadna Joshua stabla (Y. b. brevifolia). Njih dvije su toliko različite, znanstvenici su čak zagovarali cijepanje Yucca brevifolija na dvije vrste. Ali koji je evolucijski razlog odgovoran za to razilaženje?
To je, kaže Smith, "višemilijunsko pitanje".
Moleći se mogu držati odgovora. Ekolozi su dugo vjerovali da jedna vrsta moljca juke (Tegeticula synthetica) oprašuje obje vrste Joshua stabala. No 2003. godine tim znanstvenika otkrio je da genetski poseban molj juke (T. antithetica) isključivo oprašuje istočna stabla. Poput samih Joshua stabala, i ovaj je moljac bio kraći od zapadnog kolege. Čak i više jeziva, razlika u razmaku između stigme i ovule između dvije vrste stabala bila je ista kao i razlika u veličini tijela, od glave do trbuha, između dvaju moljaca.
"Mislio sam:" To ne može biti slučajnost ", kaže Smith.
Da bi utvrdio je li koevolucija dovela do ove sumnjive specifikacije, Smith je vodio tim znanstvenika građana 2013. i 2014. godine da prikupe morfološke podatke na jednom mjestu gdje dvije vrste stabala Joshua i njihovi odgovarajući moli žive u harmoniji: dolina Tikaboo.
Smith i njegov tim primijetili su da moljci yucca učinkovitije odlažu svoja jaja u odgovarajuća Joshua stabla, a Joshua stabla zauzvrat pružaju više prostora za jaja kada ih opraši preferirani moljac. Smithovi preliminarni rezultati također pokazuju da se moljci uspješnije razmnožavaju kada im veličina tijela odgovara veličini stabljike između cvijeta i stijenki jajnika, poznatom kao stil.
Iako će moljci oprašiti cvijeće čiji su stilovi predugi, gotovo nikada uspješno ne polažu jaja koja se izlegu u gusjenice. Kad su stilovi prekratki, moljci mogu svojim štetnikom oštetiti cvijeće.
Smith ističe da ta podudaranja ne moraju nužno dokazati koevoluciju. Joshua stabla mogla bi se razvijati kao reakcija na nešto u njihovom prirodnom okruženju, a moljci su mogli reagirati, što pokazuje evoluciju, kako se jedna vrsta mijenja kao odgovor na stres na okoliš (a onda se druga razvija kao odgovor na prvo odvikavanje vrsta) - ali ne i koevolucija, pri čemu se obje vrste međusobno mijenjaju kao reakcija jedna na drugu.
Kako bi uklonio mogućnost slučajnosti, Smith sada planira preslikati genom Joshua stabala kroz suradnju nazvanu Projekt genoma Joshua Tree Genome, koju je Smith pokrenuo u ožujku prošle godine i još šest znanstvenika, a financirao je kombinacijom crowdsourcinga i podrške iz Žive pustinje, Osim Smithovog istraživanja, jedan od glavnih ciljeva projekta je identificirati gene koji su uključeni u prilagodbu Joshua stabla na klimu kako bi se planiralo nadolazeća klimatska kriza.
Jednom kada dobije genome dvaju Joshua stabala, Smith će ih usporediti s genima dobro proučenih biljaka kako bi utvrdio koji geni odgovaraju morfologiji cvijeta, dužini grana i drugim karakteristikama. Odatle može usporediti genome dviju vrsta Joshua stabala i odrediti prosječnu varijaciju između njihovih alela - što je bilo, varijacija zbog evolucije. Geni koji pokazuju dramatičnu varijaciju u usporedbi s ovom osnovnom linijom označeni su prirodnom selekcijom.
Ključni dio te strategije može biti u njenom odnosu prema molovima juke. Istraživanja već pokazuju da su razlike u duljini jajovoda i veličini tijela u genima moljca juke izraženije, što sugerira da je prirodna selekcija potaknula nepodudarnost. Smith se nada da će isto pronaći za morfologiju cvijeća Joshua stabala.
Smith i njegov tim skupljaju moljce juke kako bi proučavali njihovu morfologiju. (Christopher Smith) Trčeći sat
Ali vrijeme će možda ponestati. Stabla Joshua kritično su ugrožene klimatskim promjenama: kako zagrijavanje klime isparava dragocjenu vodu iz tla, a učestalost kiše opada, sadnice Joshua stabala manje će vjerojatno preživjeti duže sezone suše nego njihovi punoljetni kolege.
„Dosta puta kada ljudi gledaju mjesto poput Nacionalnog parka Joshua Tree gdje vidite puno zrelih stabala, misle da to izgleda zdravo“, kaže Cameron Barrow, ekolog Centra za konzervatorsku biologiju na Kalifornijskom sveučilištu na Riverside. "Ali ako ne vidite maloljetnike, to znači da vrsta ne zamjenjuje sebe."
Kako sve manje sadnica Joshua stabala opstaje i sazrijeva, stanovništvo opada, a tako i raznolikost pustinje. Budući da je drvo Joshua ključna vrsta u Mojavima, niz različitih insekata, guštera i ptica izgubit će važne izvore staništa u, na i ispod njihovih grana.
Prema Barrowsovim klimatskim modelima, pustinja Mojave mogla bi izgubiti do 90 posto Joshua stabala prije kraja stoljeća. Čak iu najgorim scenarijima, postoje mjesta koja Barrowsova naziva "refugija", gdje bi se Joshua stabla mogla razmnožavati i napredovati - ako ne ostanu invazivni korov i divlje vatre - ali raspon se znatno smanjuje.
Poput mnogih organizama, Joshua stabla migriraju kao odgovor na zagrijavanje staništa bacajući sjeme dalje na sjever. Trenutno sadnice rastu unutar 100 metara od matičnih biljaka; kako bi došli do područja koja su dovoljno cool da prežive, možda će im trebati prijeći tisuće kilometara. Sjemenke joshua stabala još uvijek nisu pokazale sposobnost tako brzog širenja.
Možda u suštini, nemaju ni juhe. "Nemamo pojma kako bi moljc juke mogao reagirati na kretanje tisućama kilometara prema sjeveru", priznaje Smith. Zbog kratkog životnog vijeka yucca moth i kratke interakcije s drvećem Joshua, teško je proučiti kako će oni reagirati na takve promjene u svom okruženju. Bez svojih jediničnih oprašivača, Joshua stabla će propasti bez obzira na to mogu li njihova sjemena krenuti na put.
Razumijevanje ovih simbiotskih odnosa postaje još važnije kada se razvijaju strategije reagiranja na klimatske promjene. Neki znanstvenici sugeriraju da se fizički pokretne vrste prijete klimatskim promjenama, ali to bi moglo poremetiti sustave koji još nisu u potpunosti razumljivi.
"Često konzervativni biolozi masovne zajednice smatraju statičkim", kaže Smith. „Izrađujući strategije očuvanja, moramo razmišljati ne samo o kakvom je sustavu danas, već o tome kako će se sustav u budućnosti promijeniti kao odgovor na svijet koji se mijenja.“
Jedno je sigurno: Gubitak Joshua stabla drastično bi izmijenio sliku pustinje Mojave u kolektivnoj svijesti. Sada sudbina ovih stabala - i naša sposobnost da ih branimo - počiva u ustima malog sivog moljaca.
