https://frosthead.com

Dissecting Moth kjønnsorganer i vitenskapens navn

Det er like etter solnedgang, og jeg sitter i en lastebil blant de blekede hvite sanddynene i New Mexicos White Sands National Monument, og venter på at mørket skal falle helt. Jeg har dristet meg hit med entomolog Eric Metzler for å jakte på noen av de mest rikt varierte skapningene som dukker opp fra disse sanddynene: møll.

Relatert innhold

  • Hva er forskjellen mellom møll og sommerfugler og flere spørsmål fra leserne våre

Når det først er mørkt, går vi til en serie med svarte lys vi har strammet til en klessnor for å tiltrekke de stille klaffene. Under den svale lilla gløden fra oppsettet, ser jeg vårt første eksemplar flagrende mot meg på bakken.

“Utmerket!” Sier Metzler, og kjenner umiddelbart igjen arten. "Det er whitesandensis, fantastisk, " legger han til mens han overlater meg en glasssky og kork for å samle den.

Metzler har jevnlig samlet inn møll her siden 2007 på vegne av National Park Service. Metzler var en pensjonert entomolog som fremdeles har tilleggsstillinger ved Michigan State University og New Mexico State University, og var begeistret for å oppdage Protogygia whitesandensis - den første innfødte møllarten som noen gang er funnet i White Sands - i løpet av det første året av studien. Siden den gang har han funnet fantastiske 600 arter, inkludert mer enn 50 andre helt vitenskapelige som han har katalogisert i Smithsonians nasjonale samlinger.

Hvorfor et tøft, øde miljø som bare mottar 10 centimeter regn årlig og svinger mellom ekstreme temperaturer i ekstreme temperaturer vil inneholde et så uvanlig mangfold er fortsatt et mysterium. "Det er et enormt høyt antall, spesielt med tanke på hvor karrig landskapet er, " sier Metzler. Og mange entomologer er ikke spesielt drevet til å finne ut hvorfor, legger han til, gitt at det er så mange flere karismatiske insekter å studere.

Men Metzler har forpliktet slutten av sin karriere til møysommelig å dissekere hundrevis av møll for å bedre forstå deres utvikling. En selvbeskrevet "møllevangelist", Metzler har blitt betatt av disse flitrende insektene siden barndommen. Han begynte å samle sommerfugler, men gikk over til møll da han ble opptatt med en dagsjobb på videregående og bare kunne samle om natten.

"Jeg oppdaget at det er veldig mange flere møll enn sommerfugler, " sier han, fremdeles like fascinert av dem i en alder av 72. "Jeg ville aldri gått tom for møll."

Forskere anslår at vi kjenner bare 20 prosent av alle møllarter i verden, sammenlignet med omtrent 90 prosent av de estimerte 20.000 sommerfuglartene. Det er fordi det er omtrent 30 ganger flere møllarter, sier Robert Robbins, en kurator ved Smithsonians entomologiavdeling som studerer sommerfuglutvikling. Robbins er også enig i at vi vet mindre om møll enn sommerfugler bare fordi de ikke er like tiltalende.

"Generelt er bildet av møll de hårete og spiser ullgenserne dine, " sier Robbins.

Metzler setter opp lys og et hvitt ark for å tiltrekke møll for innsamling. (Laura Poppick) White Sands National Monument består av 275 kvadrat miles med gipsdyner, noe som gjør det til det største gipsdynefeltet i verden og et ekstremt miljø for ethvert dyr å gjøre hjemmet sitt. (Laura Poppick) Metzler har oppdaget mer enn 600 arter av møll i White Sands National Monument siden 2007. (Laura Poppick) Den beste måten å skille to møllarter fra hverandre er ved å dissekere kjønnsorganene deres. Over er de mannlige kjønnsorganene til Protogygia whitesandensis, en art som er endemisk for White Sands. Aedeagus, til høyre, overfører sæd til hunnen. (Eric Metzler) Metzler fanger møll i hetteglass og lagrer dem på is til han kan analysere dem på laboratoriet sitt. (Laura Poppick)

For det utrente øyet ser mange White Sands-møll helt like ut: omtrent en tommers vingespenn, med fluffy grå kropper og vinger den tydelige hvite fargen på gipsdynene. For det sakkyndige er det utmerkelser. For å parse dem, er Metzler avhengig av molekylanalyser for å skille ut møllens DNA. Men han bruker også den velprøvde metoden for å dissekere kjønn av kjønn - kjedelig, men den beste måten å visuelt skille arter fra hverandre.

Gjennom dette arbeidet har Metzler trodd at White Sands kan ha det største mangfoldet av innfødte møll i landet, på nivå med mangfoldighetene som finnes i andre dyr på Galapagosøyene.

Robbins sier Metzlers nære analyse av White Sands kan bidra til vår begrensede forståelse av møllutvikling. Siden møll og sommerfugler ikke bevarer godt som fossiler, har ikke forskere god sans for hva en “normal” utviklingshastighet skal være. Men vi kjenner sanddynene i White Sands dannet i løpet av de siste 10.000 årene, noe som betyr at alle møllene som er endemiske denne regionen kan ha utviklet seg i løpet av den tidsperioden.

"Hvis alle disse artene kan utvikle seg på 10.000 år, er det ganske utrolig, " sier Robbins.

For å avdekke dette fenomenet bruker Metzler utallige timer på å sitte over mikroskopet på sitt hjemmelaboratorium i Alamogordo, en halv times kjøretur fra White Sands. (Han er ikke klar over at kona Pat ikke har noe imot de tusenvis av møll han oppbevarer i frysere i garasjen og på kjøkkenet.) Når jeg blir med ham i laboratoriet hans, viser han meg en hunnmøl på størrelse med en tåneglklype festet til en brettet, og gir meg et lysbilde som inneholder artenes kjønnsorganer.

Alt jeg ser er en flekkete flekker. "Det er faktisk noe med den flekken når den er forstørret nok, " sier Metzler mens han svinger seg rundt stolen og ordner lysbildet under mikroskopet. Når jeg ser på den under 40x forstørrelse, vises flekken som et delikat manetformet organ som kalles en corpus bursa - sekken der hunnen samler sædceller. "Når du ser på det under mikroskopet, er det veldig attraktivt, " sier Metzler. Jeg må være enig.

Hvis alt går bra, kan Metzler forberede et lysbilde av kjønn på kjønn på en dag. Først bryter han av magen og suger det i kaliumhydroksid, en ingrediens i Drano. Dette løser opp alt mykt vev, som han sveiper vekk med en pensel, og etterlater bare eksoskelettet og kjønnsorganene - de eneste delene som er laget av det harde materialet kalt kitin, de samme tingene som finnes i menneskelige negler og hår.

Når alt er klart lagt ut og flekker på lysbilder, ser han for å se om organene fra en mann og kvinne stemmer med "lås og nøkkel", noe som betyr at de kommer fra samme art. Men dette er ikke alltid kjent for menneskets øyne. Når han ikke kan identifisere en art bare ved å se på orgel eller vingemønster, konsulterer han biblioteket sitt og sender bilder til kollegene. Hvis han fortsatt er stumpet, sender han en benprøve til University of Guelph i Ontario - det største møllforsvaret i Nord-Amerika - for molekylær analyse.

Entomologer er ikke enige om hva som definerer en distinkt møllart, sier Robbins, og noen hevder at Metzlers møll ikke alle er forskjellige. Men etter allment aksepterte standarder for å ha forskjellige kjønnsorganer og molekylære strekkoder, sier han, fremstår de 600 forskjellige White Sands-møllene som forskjellige arter. "Etter normale standarder er dette forskjellige arter, og det er ikke noe som noen forventet før [Metzler] flyttet der nede, " sier Robbins.

James Mallet, en entomolog ved Harvard University som studerer evolusjon og spesifikasjon av sommerfugler, lurer på om lignende frekvenser av endemisme ville blitt funnet andre steder hvis samme type langtidsstudie ble utført. "Det er relativt få entomologer og relativt store områder i USA å studere, " påpeker han.

Men Mallet bemerker at White Sands inneholder plantearter som har blitt desimert av beite og utvikling andre steder på Sørvestlandet, noe som gjør det til et spesielt verdifullt sted å utforske for nye arter og artsforeninger. "Jeg synes det er fantastisk at de studerer dette området, det fortjener å bli studert, " sier Mallet.

Noe som gjorde det enda mer bemerkelsesverdig at dersom Metzler ikke hadde bestemt seg for å trekke seg tilbake til det sørlige New Mexico, ville møllene sannsynligvis ha blitt uoppdaget. Som Robbins uttrykker det: "Vi snakker om bare en utrolig oppdagelse som bare ble gjort ved en tilfeldighet."

Dissecting Moth kjønnsorganer i vitenskapens navn