Blomstrende planter vises kun i fossilrekorden for omkring 100 millioner år siden, og alligevel udgør de 90 procent af planteriget. I mellemtiden er omkring 75 procent af de kendte dyrearter insekter. I artenes oprindelse fremsatte Charles Darwin en forklaring på denne fantastiske mangfoldighed: bestøvning. Planter og deres insektbestøvelsesmænd, antog han, skal udvikle sig i forbindelse med hinanden i en proces, som han myntet "co-evolution", indtil de blomstrer i en blændende række former.
Relateret indhold
- Klimaændringer tager fugle ned i Mojave-ørkenen
- Hvordan klimaforandringer vil transformere nationalparkernes ikoniske dyr og planter
- Californiens Joshua-træer er truet
Men i den enorme verden af planter og deres pollinatorer var der et eksempel på, at Darwin anså det ”mest vidunderlige tilfælde af befrugtning, der nogensinde er blevet offentliggjort” i et brev til botaniker Joseph Dalton Hooker. Dette var det underlige tilfælde af Joshua-træet og juccamølen.
Vi starter med Joshua-træet, Mojave-ørkenens mest ikoniske plante. Denne ørken-tilpassede busk har et ry for andenverdenen med sine sprigede fronds og klubbede tupper toppet af skarpe, voksagtige blomster, der vrider sig mod ørkenhimmelen. Alle, der passerer gennem ørkenen, husker det majestætiske Joshua-træ; dens navnebror har inspireret kunstnere, filmskabere og mange som en udlænding på jagt efter transcendens.
Få rejsende er dog voksende med hensyn til dens evolutionære partner, Yuccamølen. Den lille dun-bug er oprindeligt beskedent, men ved nærmere undersøgelse er den en lige så ekstremt jordlig kamp for det ikoniske Joshua-træ. I stedet for et almindeligt mundstykke, sporter det bizarre, tentakellignende fronds, som lignende er unikke blandt insekter - og tjener et væsentligt formål i ørkenens økosystem.
Uden nektar for at tiltrække pollinatorer, stoler Joshua-træer udelukkende på denne beskedne møll til bestøvning. Yucca-møll bruger deres behændige kægehænge til at opsamle pollen fra Joshua-træblomster og lægge den på de kvindelige dele af hver blomst, når mølen bevæger sig mellem blomster. Til gengæld lægger mølen hendes æg med sin tynde, bladlignende ovipositor på blomsterfrøene.
Når de klekkes, spiser juccamøl-larven frøene - deres eneste fødekilde - inden de kravler til jorden for at danne kokoner. Og cyklussen begynder igen.
Ifølge Christopher Smith, en biolog fra Willamette University, der studerer pollineringsrelationer, er forholdet mellem juccamøl og Joshua træer i modsætning til noget andet i den naturlige verden. Han burde vide: Smith har længe undersøgt de forskellige forhold mellem insekter og planter i ørkenen. Hans tidligere forskning fokuserede på kaktus-længehornbiller og de spændende plantearter, de interagerer med i hele Sonoran-ørkenen. Men intet, siger han, sammenligner med Joshua-træet og juccamølen.
De fleste pollinatorer hjælper ved et uheld de planter, de bestøver. Bier og fugle vil pusse op mod pollen, mens de fodrer på en blomsters nektar og spreder den fra plante til plante, når de fortsætter en dags fest. Ikke yuccamøl: fordi deres larver afhænger af Joshua-træernes fortsatte eksistens og deres velsmagende frø, er yuccamølens bestøvning en aktiv overlevelsesakt. Dette partnerskab har desuden pågået i millioner af år.
Joshua træer yder mere end kunstnerisk inspiration: de skaber væsentlig miljøstøtte til det kompromisløse ørkenøkosystem. Disse afskyeligt smukke buske giver mad og husly til dyr i Mojave-skrubberne, hvor ressourcerne er berygtet knappe. I løbet af foråret er dets blomster en af de eneste kilder til våd mad, der er tilgængelig for insekter, ravne og malede egern.
Alligevel kan deres langvarige partnerskab i dag være i fare for at gå i stykker, da Joshua-træets naturlige levesteder står over for nye trusler.
Den ikke-bemærkelsesværdige Yuccamøl er halvdelen af et evolutionært partnerskab, der stammer tilbage millioner af år. (Will (Tad) Cole) Den rigtige møl til jobbet
Der er to forskellige slags Joshua-træer, divideret med de lave indlandsbassiner i Death Valley og Amargosa-ørkenen: buskede, kortbladede østlige Joshua-træer (Yucca brevifolia jaegeriana) og arboreale, lange blade vestlige Joshua-træer (Y. b. brevifolia). De to er så forskellige, videnskabsmænd har endda fortaler sig for at opdele Yucca brevifolias i to arter. Men hvilken evolutionær grund er ansvarlig for denne afvigelse?
Det, siger Smith, er "spørgsmålet om flere millioner dollars."
Møl holder muligvis svaret. Økologer troede længe, at en art af yuccamøl (Tegeticula synthetica) pollinerer begge slags Joshua-træer. Men i 2003 opdagede et team af videnskabsfolk, at en genetisk distinkt juccamøl (T. antithetica) udelukkende bestøver de østlige træer. Ligesom Joshua-træerne selv var denne møl kortere end dens vestlige modstykke. Endnu mere uhyggelig var forskellen i afstanden mellem stigmatisering og ægløsning mellem de to trætyper den samme som forskellen i kropsstørrelse, hoved til maven, mellem de to møller.
”Jeg tænkte, ” Det kan ikke være tilfældighed, ”siger Smith.
For at afgøre, om samevolusionen medførte denne mistænkelige beskrivelse, førte Smith et team af borgerforskere i 2013 og 2014 til at indsamle morfologiske data på det ene sted, hvor de to arter af Joshua-træer og deres tilsvarende møl lever i harmoni: Tikaboo Valley.
Smith og hans team observerede, at Yucca-møl deponerer deres æg mere effektivt i deres tilsvarende Joshua-træer, og Joshua-træerne giver igen plads til ægene, når de bestøves af den foretrukne møll. Smiths foreløbige resultater viser også, at møllerne med succes gengiver sig, når deres kropsstørrelse svarer til størrelsen på stilken mellem blomstens stigma og æggestokk, kendt som stilen.
Selvom møll pollinerer blomster, hvis stilarter er for lange, lægger de næsten aldrig med succes æg, der klekkes ud i larver. Når typografierne er for korte, kan møllene beskadige blomsterne med deres ovipositor.
Smith påpeger, at disse korrespondenter ikke nødvendigvis beviser co-evolution. Joshua-træerne kunne udvikle sig som reaktion på noget i deres naturlige miljøer, og møllerne kunne reagere, hvilket demonstrerer evolution, da den ene art ændrer sig som reaktion på miljøspændinger (og derefter den anden udvikler sig som reaktion på den første art, der resonderer) - men ikke co-evolution, hvor begge arter ændrer sig gensidigt som respons på hinanden.
For at fjerne potentialet for tilfældighed planlægger Smith nu at kortlægge genomet af Joshua-træerne gennem et samarbejde kaldet Joshua Tree Genome Project, der blev lanceret i marts sidste år af Smith og seks andre forskere og finansieret gennem en kombination af crowddsourcing og støtte fra den levende ørken . Bortset fra Smiths forskning er et af de primære mål med projektet at identificere gener, der er involveret i Joshua-træets tilpasning til klimaet for at planlægge den kommende klimakrise.
Når han først har genomerne på de to Joshua-træer, vil Smith sammenligne dem med genomerne fra godt studerede planter for at bestemme, hvilke gener der svarer til blomstermorfologi, grenlængde og andre egenskaber. Derfra kan han sammenligne genomerne på de to arter af Joshua-træer og bestemme den gennemsnitlige variation mellem deres alleler - det vil sige variationen på grund af evolutionen. Gener, der viser dramatisk variation sammenlignet med denne basislinje, markeres for naturlig selektion.
En vigtig del af denne strategi kan være i dens forhold til yuccamølene. Forskning demonstrerer allerede, at forskellene i ovipositorlængde og kropsstørrelse i juccamølenes genomer er mere udtalt, hvilket antyder, at naturlig udvælgelse har drevet uoverensstemmelsen. Smith håber at finde det samme for morfologien med Joshua-træblomster.
Smith og hans team samler juccamøl for at studere deres morfologi. (Christopher Smith) Racer uret
Men tiden kan løbe ud. Joshua-træer er kritisk truet af klimaforandringer: da det opvarmende klima fordamper dyrebart vand fra jorden og hyppigheden af regn falder, er Joshua-træplanter mindre tilbøjelige til at overleve langvarige tørre sæsoner end deres fuldvoksne kolleger.
"Mange gange, når folk ser på et sted som Joshua Tree National Park, hvor du ser en masse modne træer, synes de det ser sunt ud, " siger Cameron Barrows, en økolog ved Center for Conservation Biology ved University of California i Riverside. ”Men hvis du ikke ser ungdyrene, betyder det, at arten ikke erstatter sig selv.”
Efterhånden som færre Joshua-træplanter overlever og modnes, aftager befolkningen, og det samme gør mangfoldigheden i ørkenen. Fordi Joshua-træet er en keystone-art i Mojave, vil en række forskellige insekter, firben og fugle miste vigtige kilder til levesteder i, på og under deres grene.
I henhold til Barrows klimamodeller kunne Mojave-ørkenen miste op til 90 procent af Joshua-træerne inden årets udgang. Selv i værste fald er der steder, som Barrows kalder "refugia", hvor Joshua-træer kunne forplantes og trives - hvis de forbliver ude af invasivt ukrudt og ildebrande - men rækkevidden krymper betydeligt.
Som mange organismer vandrer Joshua træer som svar på deres levesteder opvarmes ved at droppe deres frø længere mod nord. Lige nu vokser frøplanter inden for 100 meter fra deres moderplanter; for at nå områder, der er kølige nok til at overleve, er de muligvis nødt til at flytte tusinder af miles. Joshua træfrø har endnu ikke vist evnen til at sprede sig så hurtigt.
Måske mere væsentligt, at hverken har yuccamøl. ”Vi har ingen idé om, hvordan yuccamølen kan reagere på at flytte tusinder af kilometer nordover, ” indrømmer Smith. På grund af yuccamølens korte levetid og korte interaktion med Joshua-træer, er det vanskeligt at studere, hvordan de vil reagere på sådanne ændringer i deres miljøer. Uden deres eneste pollinatorer vil Joshua-træer omgå, uanset om deres frø kan rejse.
At forstå disse symbiotiske forhold bliver endnu mere vigtig, når man udvikler strategier til at reagere på klimaændringer. Nogle forskere har foreslået fysisk bevægelige arter truet af klimaændringer, men dette kan forstyrre systemer, der endnu ikke er fuldt ud forstået.
”Ofte betragter konserveringsbiologer massesamfund som statiske, ” siger Smith. "Når vi laver bevaringsstrategier, er vi nødt til at tænke på ikke kun, hvordan systemet er i dag, men hvordan systemet vil ændre sig i fremtiden som svar på, at verden ændrer sig."
En ting er sikkert: Tabet af Joshua-træet vil drastisk ændre billedet af Mojave-ørkenen i den kollektive bevidsthed. Nu skaber disse træers skæbne - og vores evne til at forsvare dem - i mundstykkerne på en lille grå møl.
