Õistaimed ilmuvad fossiilide registrisse alles umbes 100 miljonit aastat tagasi ja ometi moodustavad nad 90 protsenti taimeriigist. Samal ajal on putukad umbes 75 protsenti teadaolevatest loomaliikidest. Liigi päritolu osas esitas Charles Darwin selgituse selle uimastamise mitmekesisuse kohta: tolmeldamine. Ta arvas, et taimed ja nende putukate tolmeldajad peavad koos arenedes arenema üksteisega koos, kuni nad õitsevad pimestavasse vormi.
Seotud sisu
- Kliimamuutused võtavad linnud Mojave kõrbes maha
- Kuidas kliimamuutused muudavad rahvusparkide ikoonilisi loomi ja taimi
- California Joshua puud on ohus
Kuid tohutus taimede ja nende tolmeldajate maailmas oli üks näide, mida Darwin pidas botaanik Joseph Dalton Hookerile saadetud kirja kõige toredamaks väetamise juhtumiks, mis eales avaldatud. See oli Joosua puu ja yucca koi kurioosne juhtum.
Alustame Joshua puuga, Mojave kõrbe kõige ikoonilisema taimega. Kõrbetaeva poole pöörduvate teravate esikülgede ja teravate vahajaste lilledega ülaosaga, millel on kõrbetaeva poole keerduv vahajas lill, on sellel kõrbega kohandatud põõsal teistsuguse maailma maine. Kõik, kes läbivad kõrbe, mäletavad majesteetlikku Joshua puud; selle nimekaim on inspireerinud kunstnikke, filmitegijaid ja paljusid sisendajaid transtsendentsi otsima.
Vähesed rändurid vahastavad oma evolutsioonikaaslase, yucca koi kohta poeetiliselt. Väike kobrasviga on esialgu vähenõudlik, kuid lähemal vaatlusel on see võrdselt maaväline vaste ikoonilise Joshua puu jaoks. Tavalise suutäie asemel sportib see veider, kombitsitaolised frondid, mille moodi putukad on ainulaadsed ja täidavad kõrbe ökosüsteemis olulist eesmärki.
Ilma nektarita tolmeldajate ligimeelitamiseks loodavad Joshua puud tolmeldamisel üksnes sellele vähenõudlikule koile. Yucca koid kasutavad oma osavaid lõualiideseid Joshua puu lillede õietolmu kogumiseks ja selle kandmiseks iga õie naissoost osadele, kui koi õite vahel liigub. Omakorda muneb koi oma muna õhukese terakujulise ovipositoriga lillede seemnetele.
Haudumisel söövad yucca koi röövikud seemneid - nende ainsa toiduallikana - enne, kui indekseerivad maapinnale kookoneid. Ja tsükkel algab uuesti.
Tolmeldaja suhteid uurinud Willamette ülikooli bioloogi Christopher Smithi sõnul on yucca ööliblikate ja Joshua puude suhe erinev loodusest. Ta peaks teadma: Smith on juba ammu uurinud putukate ja taimede mitmekesiseid suhteid kõrbes. Tema varasem uurimistöö keskendus kaktuse pikahornilistele mardikatele ja võrsetele taimeliikidele, kellega nad kogu Sonorani kõrbes suhelda saavad. Kuid miski, tema sõnul, ei ole võrreldav Joshua puu ja yucca koidega.
Enamik tolmeldajaid abistab kogemata taimi, mida nad tolmeldavad. Mesilased ja linnud harjuvad õie nektariga toitmise ajal õietolmu vastu, levitades seda päevast pidu jätkates taimelt taimele. Mitte yucca koid: kuna nende röövikud sõltuvad Joshua puude ja nende maitsvate seemnete jätkuvast olemasolust, on yucca koide tolmeldamine aktiivne ellujäämine. Pealegi on see partnerlus kestnud miljoneid aastaid.
Joshua puud pakuvad enamat kui kunstilist inspiratsiooni: nad loovad kompromissitu kõrbe ökosüsteemile olulise keskkonnatoetuse. Need kohutavalt ilusad põõsad pakuvad loomadele varjupaika ja peavarju Mojave võsamaadel, kus ressursse on kurikuulsalt vähe. Kevadel on selle õied putukate, kärbeste ja maa-oravate jaoks ainsad märja toidu allikad.
Kuid tänapäeval võib nende pikaajaline partnerlus laguneda, kuna Joshua puu looduslik elupaik seisab silmitsi uute ohtudega.
Tähelepandamatu välimusega yucca koi on miljon evolutsioonilisest partnerlusest, mis pärineb miljonitest aastatest. (Will (Tad) Cole) Töö jaoks õige koi
Seal on kahte erinevat tüüpi Joshua puid, mis jagunevad Surmaorgu ja Amargosa kõrbe madalate sisemaa basseinide vahel: võsas, lühikese lehega idaosa Joshua puud (Yucca brevifolia jaegeriana) ja arboreaalsed pikalehelised lääne Joshua puud (Y. b. brevifolia). Need kaks on nii erinevad, teadlased on isegi propageerinud Yucca brevifolias jagamist kaheks liigiks. Milline evolutsiooniline põhjus on selle lahknemise põhjuseks?
See on Smithi sõnul mitme miljoni dollari küsimus.
Koid võivad vastust pidada. Ökoloogid uskusid pikka aega, et üks yucca koi (Tegeticula synthetica) liik tolmeldab mõlemat tüüpi Joshua puid. Kuid 2003. aastal avastas teadlaste meeskond, et geneetiliselt eristatav yucca koi (T. antithetica) tolmeldab idapoolsed puud eranditult. Nagu Joshua puud ise, oli see koi lühem kui tema läänepoolne kolle. Veelgi jubedam oli erinevus kahe puutüübi vahelise häbimärgistamise ja munaraku vahelise vahega sama, mis kahe koi vahel oli keha suuruse erinevus pea kuni kõhu vahel.
"Ma arvasin:" See ei saa olla juhus, "" ütleb Smith.
Et teha kindlaks, kas koos arendamine tõi selle kahtlase spekulatsiooni kaasa, juhtis Smith 2013. ja 2014. aastal kodanikeadlaste meeskonna, et koguda morfoloogilisi andmeid ühest kohast, kus elavad harmooniliselt Joshua puude kaks liiki ja nende vastavad koid: Tikaboo orus.
Smith ja tema meeskond täheldasid, et yucca koid ladustavad oma mune tõhusamalt vastavatesse Joshua puudesse ja Joshua puud annavad munadele rohkem ruumi, kui neid eelistab ööliblikas. Smithi esialgsed tulemused näitavad ka seda, et koid paljunevad edukamalt, kui nende keha suurus vastab varre suurusele lille häbimärgistuse ja munasarja vahel, mida nimetatakse stiiliks.
Kuigi koid tolmeldavad liiga pikkade õitega lilli, ei pane nad röövikutele koorunud mune peaaegu kunagi edukalt. Kui stiilid on liiga lühikesed, võivad koid kahjustada lilli oma ovipositoriga.
Smith juhib tähelepanu sellele, et need vastavused ei pea tingimata tõestama koosarengut. Joshua puud võivad areneda reageerides millelegi nende looduskeskkonnas ja koid võivad reageerida, mis näitab evolutsiooni, kuna üks liik muutub vastusena keskkonnamõjudele (ja siis teine areneb vastusena esimesele resistentsele liigile) - kuid mitte koos evolutsioon, kus mõlemad liigid vastastikku muutuvad vastastikku.
Juhuslikkuse võimalikkuse eemaldamiseks plaanib Smith nüüd Joshua puude genoomi kaardistada koostöös Joshua puu genoomi projektiga, mille Smith ja kuus teist teadlast käivitasid eelmise aasta märtsis ning mida rahastati rahvahulga alluvusest ja Living Deserti toetusest. . Peale Smithi uurimistöö on projekti üks peamisi eesmärke tuvastada geenid, mis on seotud Joshua puu kliimaga kohanemisega, et kavandada eelseisvat kliimakriisi.
Kui tal on kahe Joshua puu genoomid, võrdleb Smith neid hästi uuritud taimede genoomidega, et teha kindlaks, millised geenid vastavad lillede morfoloogiale, oksa pikkusele ja muudele omadustele. Sealt saab ta võrrelda Joshua puude kahe liigi genoome ja määrata nende alleelide keskmise variatsiooni - st evolutsioonist tuleneva variatsiooni. Geenid, mis näitavad selle algtasemega võrreldes dramaatilist varieerumist, on loodusliku valiku jaoks tähistatud.
Selle strateegia võtmeosa võib olla suhetes yucca koidega. Teadusuuringud näitavad juba, et yucca koide genoomides on erinevused ovipositori pikkuses ja keha suuruses rohkem, mis viitab sellele, et erinevused on tinginud loodusliku valiku. Smith loodab leida sama Joshua puulillede morfoloogia kohta.
Smith ja tema meeskond koguvad yucca koid, et uurida nende morfoloogiat. (Christopher Smith) Kella võidusõit
Kuid aeg võib otsa saada. Joshua puid ohustavad kliimamuutused kriitiliselt: kuna soojenev kliima aurutab pinnasest väärisvee ja vihma sagedus väheneb, on Joshua puude seemikud pikema põuaperioodi jooksul tõenäolisemad kui nende täielikult kasvanud kolleegid.
"Paljud korrad, kui inimesed vaatavad sellist kohta nagu Joshua Tree National Park, kus näete palju küpseid puid, arvavad nad, et see näeb välja terve, " ütleb Cameron Barrows, California ülikooli looduskaitsebioloogia keskuse ökoloog Cameron Barrows. Jõeäär. "Aga kui te ei näe noorloomi, tähendab see, et liik ei asenda ennast."
Kuna vähem Joshua puu seemikuid jääb ellu ja küpseks, kahaneb populatsioon ja ka kõrbe mitmekesisus. Kuna Joshua puu on Mojavees nurgakivi liik, kaotavad paljud erinevad putukad, sisalikud ja linnud olulised elupaikade allikad nende okstel, peal ja all.
Barrowsi kliimamudelite kohaselt võis Mojave kõrb kaotada enne sajandi lõppu kuni 90 protsenti Joshua puudest. Isegi halvima stsenaariumi korral leidub Barrowi nimega refugia, kus Joshua puud võivad levida ja õitseda - kui nad jäävad sissetungivatest umbrohtudest ja looduslike tulekahjude tekkeks -, kuid levila väheneb märkimisväärselt.
Nagu paljud organismid, rändavad ka Joshua puud vastuseks nende elupaikade soojenemisele, lastes nende seemned kaugemale põhja. Praegu kasvavad seemikud vanematest taimedest 100 meetri raadiuses; selleks, et jõuda aladele, mis on piisavalt jahedad, et ellu jääda, peavad nad võib-olla liikuma tuhandeid miile. Joshua puu seemned pole veel suutnud nii kiiresti levida.
Ehk sisuliselt pole kummalgi yucca koid. "Meil pole aimugi, kuidas yucca koi reageerib tuhandete miilide põhja poole liikumisele, " tõdeb Smith. Yucca koi lühikese eluea ja lühikese koostoime tõttu Joshua puudega on keeruline uurida, kuidas nad reageerivad sellistele keskkonna muutustele. Ilma nende ainsa tolmeldajata hukkuvad Joshua puud hoolimata sellest, kas nende seemned võivad teekonna ette võtta.
Nende sümbiootiliste suhete mõistmine muutub kliimamuutustele reageerimise strateegiate väljatöötamisel veelgi olulisemaks. Mõned teadlased on soovitanud kliimamuutustest ohustatud liike füüsiliselt teisaldada, kuid see võib häirida süsteeme, mida ei ole veel täielikult mõistetud.
"Sageli peavad looduskaitsebioloogid massikogukondi staatilisteks, " ütleb Smith. "Kaitsestrateegiate koostamisel peame mõtlema mitte ainult sellele, milline on süsteem nagu täna, vaid ka sellele, kuidas süsteem tulevikus muutub, reageerides maailma muutumisele."
Üks on kindel: Joshua puu kaotamine muudaks drastiliselt Mojave kõrbe pilti kollektiivses teadvuses. Nüüd on nende puude saatus - ja meie võime neid kaitsta - pisikese halli koi suudmes.
