Blomstrende planter vises bare i fossilprotokollen for rundt 100 millioner år siden, og allikevel utgjør de 90 prosent av planteriket. I mellomtiden er rundt 75 prosent av kjente dyrearter insekter. I artenes opprinnelse la Charles Darwin frem en forklaring på dette fantastiske mangfoldet: pollinering. Planter og deres insektsbestøvere, antok han, må utvikle seg i forbindelse med hverandre i en prosess han myntet "samevolusjon" til de blomstrer i et blendende utvalg av former.
Relatert innhold
- Klimaendringer tar fugler i Mojave-ørkenen
- Hvordan klimaendringer vil forandre nasjonalparkenes ikoniske dyr og planter
- Californias Joshua-trær er truet
Men i den enorme verdenen av planter og deres pollinatorer, var det ett eksempel på at Darwin anså det ”mest fantastiske befruktningstilfelle som noensinne er publisert” i et brev til botaniker Joseph Dalton Hooker. Dette var det nysgjerrige tilfellet av Joshua-treet og Yucca-møllen.
Vi starter med Joshua-treet, Mojave-ørkenens mest ikoniske plante. Denne ørken-tilpassede busken har et rykte for annenverdighet med sine stekete fronds og klubbede tupper toppet av skarpe, voksagtige blomster som vrir seg mot ørkenhimmelen. Alle som passerer gjennom ørkenen husker det majestetiske Joshua-treet; Navnebror har inspirert artister, filmskapere og mange som en utlending på jakt etter transcendens.
Få reisende er imidlertid poetiske om sin evolusjonspartner, Yucca-møllen. Den lille dunfeilen er opprinnelig beskjeden, men ved nærmere undersøkelse er den en like utenomjordisk kamp for det ikoniske Joshua-treet. I stedet for et vanlig munnstykke, idretter det bisarre, tentakellignende fronds, som slike er unike blant insekter - og tjener et vesentlig formål i ørkenens økosystem.
Uten nektar for å tiltrekke pollinatorer, stoler Joshua-trær utelukkende på denne upretensiøse møll for pollinering. Yucca-møll bruker sine fingerferdige kjevevedlegg for å samle pollen fra Joshua-treblomster og deponere den på de kvinnelige delene av hver blomst når møllen beveger seg mellom blomster. På sin side legger møllen eggene sine med sin tynne, bladlignende ovipositor på blomsterfrøene.
Når de klekkes, spiser jucca-møllalvene frøene - deres eneste matkilde - før de kryper til bakken for å danne kokonger. Og syklusen begynner igjen.
Ifølge Christopher Smith, en biolog ved Willamette University som studerer pollineringsforhold, er forholdet mellom Yucca-møll og Joshua-trær ulikt noe annet i den naturlige verdenen. Han burde vite: Smith har lenge studert de forskjellige forholdene mellom insekter og planter i ørkenen. Hans tidligere forskning fokuserte på kaktus-langhornsbiller og de spiny planteartene de samhandler med i hele Sonoran-ørkenen. Men ingenting, sier han, sammenligner med Joshua-treet og yuccamøllen.
De fleste pollinatorer hjelper tilfeldigvis plantene de pollinerer. Bier og fugler vil pusse opp mot pollen mens de fôrer på en blomster nektar og sprer den fra plante til plante når de fortsetter en dags høytid. Ikke Yucca-møll: fordi larvene deres er avhengige av Joshua-trærnes fortsatte eksistens og deres smakfulle frø, er pollinasjonen av Yucca-mollen en aktiv overlevelsesakt. Dessuten har dette partnerskapet pågått i millioner av år.
Joshua-trær gir mer enn kunstnerisk inspirasjon: de skaper essensiell miljøstøtte for det kompromissløse ørkenøkosystemet. Disse grusomme, vakre buskene gir mat og husly for dyr i Mojave-skrubber, der ressursene er beryktet knappe. I løpet av våren er blomstene en av de eneste kildene til våt mat som er tilgjengelig for insekter, ravner og bakkede ekorn.
Men i dag kan deres langvarige partnerskap være i fare for å bryte sammen, ettersom Joshua-treets naturlige habitat står overfor nye trusler.
Den umerkelige Yucca-møllen er halvparten av et evolusjonært partnerskap som går tilbake millioner av år. (Will (Tad) Cole) Den rette møllen for jobben
Det er to forskjellige typer Joshua-trær, delt av de lave innlandsbassengene i Death Valley og Amargosa-ørkenen: buskete, kortbladede østlige Joshua-trær (Yucca brevifolia jaegeriana) og arboreale, lange blad vestlige Joshua-trær (Y. b. brevifolia). De to er så forskjellige, forskere har til og med tatt til orde for å dele Yucca brevifolias i to arter. Men hvilken evolusjonær grunn er ansvarlig for denne divergensen?
Det, sier Smith, er "spørsmålet om flere millioner dollar."
Møller kan ha svaret. Økologer trodde lenge at en art av Yucca-møll (Tegeticula synthetica) pollinerer begge typer Joshua-trær. Men i 2003 oppdaget et team av forskere at en genetisk distinkt juccamøl (T. antithetica) pollinerer de østlige trærne utelukkende. Som Joshua-trærne selv, var denne møllen kortere enn den vestlige motstykket. Enda mer uhyggelig var forskjellen i avstanden mellom stigma og eggløsning mellom de to tretypene den samme som forskjellen i kroppsstørrelse, hode til mage, mellom de to møllene.
"Jeg tenkte: 'Det kan ikke være tilfeldighet, ' sier Smith.
For å avgjøre om samevolusjon førte til denne mistenkelige spesiasjonen, ledet Smith et team av innbyggerforskere i 2013 og 2014 for å samle morfologiske data på det ene stedet der de to artene Joshua-trær og deres tilsvarende møll lever i harmoni: Tikaboo Valley.
Smith og teamet hans observerte at juccamøller legger eggene sine mer effektivt i de tilsvarende Joshua-trærne, og Joshua-trærne gir igjen plass til eggene når de blir pollinert av den foretrukne møllen. Smiths foreløpige resultater viser også at møllene mer vellykket reproduserer seg når kroppsstørrelsen samsvarer med størrelsen på stilken mellom blomstens stigma og eggstokk, kjent som stilen.
Selv om møll vil bestøve blomster med stiler som er for lange, legger de nesten aldri med hell egg som klekkes ut i larven. Når stilene er for korte, kan møllene skade blomster med ovipositor.
Smith påpeker at disse korrespondansene ikke nødvendigvis viser samutvikling. Joshua-trærne kan utvikle seg som reaksjon på noe i deres naturlige omgivelser, og møllene kan svare, noe som viser evolusjon, ettersom den ene arten endrer seg som respons på miljøspenninger (og deretter den andre utvikler seg som svar på at den første arten resonderer) - men ikke samevolusjon, der begge artene endres gjensidig som svar på hverandre.
For å fjerne potensialet for tilfeldighet planlegger Smith nå å kartlegge Joshua-trærnes genom gjennom et samarbeid kalt Joshua Tree Genome Project, som ble lansert i mars i fjor av Smith og seks andre forskere og finansiert gjennom en kombinasjon av crowddsourcing og støtte fra Living Desert . Bortsett fra Smiths forskning, er et av hovedmålene med prosjektet å identifisere gener som er involvert i Joshua-treets tilpasning til klima for å planlegge for den kommende klimakrisen.
Når han har fått genomene til de to Joshua-trærne, vil Smith sammenligne dem med genomene til godt studerte planter for å bestemme hvilke gener som tilsvarer blomstermorfologi, grenlengde og andre egenskaper. Derfra kan han sammenligne genomene til de to artene Joshua-trær og bestemme den gjennomsnittlige variasjonen mellom alleler - det vil si variasjonen på grunn av evolusjonen. Gener som viser dramatisk variasjon sammenlignet med denne grunnlinjen er markert for naturlig seleksjon.
En sentral del av strategien kan være i forholdet til Yucca-møllene. Forskning viser allerede at forskjellene i ovipositorlengde og kroppsstørrelse i Yucca-mølenes genom er mer uttalt, noe som antyder at naturlig seleksjon har drevet avviket. Smith håper å finne det samme for morfologien til Joshua-treblomster.
Smith og teamet hans samler Yucca-møll for å studere morfologien deres. (Christopher Smith) Racing på klokka
Men tiden kan løpe ut. Joshua-trær er kritisk truet av klimaendringer: ettersom det varmende klimaet fordamper dyrebart vann fra jorda og hyppigheten av regn avtar, er det mindre sannsynlig at Joshua-trærplanter overlever lange tørkeperioder enn de fullvoksne kollegene.
"Mange ganger når folk ser på et sted som Joshua Tree National Park hvor du ser mange modne trær, synes de det ser sunt ut, " sier Cameron Barrows, en økolog ved Center for Conservation Biology ved University of California i Riverside. "Men hvis du ikke ser ungdommene, betyr det at arten ikke erstatter seg selv."
Ettersom færre frøplanter fra Joshua tre overlever og modnes, synker befolkningen, og det samme gjør mangfoldet i ørkenen. Fordi Joshua-treet er en keystone-art i Mojave, vil en rekke forskjellige insekter, øgler og fugler miste viktige kilder til habitat i, på og under grenene sine.
I følge Barrows klimamodeller kunne Mojave-ørkenen miste opptil 90 prosent av Joshua-trærne før slutten av århundret. Selv i verste fall er det steder Barrows kaller "refugia" der Joshua-trær kan forplante seg og trives - hvis de holder seg fritt fra inngripende ugress og viltbranner - men rekkevidden krymper betydelig.
Som mange organismer vandrer Joshua-trær som svar på leveområdene deres ved å slippe frøene lenger nord. Akkurat nå vokser frøplanter innen 100 meter fra foreldreplanter; for å nå områder som er kule nok til å overleve, kan det hende at de må flytte tusenvis av miles. Joshua trefrø har ennå ikke vist evnen til å spre seg så raskt.
Kanskje mer vesentlig, og heller ikke har juccamøller. "Vi har ingen anelse om hvordan yuccamolen kan reagere på å flytte tusenvis av kilometer nordover, " innrømmer Smith. På grunn av Yucca-møls korte levetid og korte samspill med Joshua-trær, er det vanskelig å studere hvordan de vil reagere på slike endringer i miljøene. Uten deres eneste pollinatorer vil Joshua-trær gå til grunne uansett om frøene deres kan ta turen.
Å forstå disse symbiotiske forholdene blir enda mer viktig når du utvikler strategier for å svare på klimaendringer. Noen forskere har antydet fysisk bevegelige arter truet av klimaendringer, men dette kan forstyrre systemer som ennå ikke er helt forstått.
"Ofte tenker konserveringsbiologer på massesamfunn som statiske, " sier Smith. "Når vi lager konserveringsstrategier, må vi tenke på ikke bare hvordan systemet er i dag, men hvordan systemet vil endre seg i fremtiden som svar på at verden endrer seg."
En ting er sikkert: Tapet av Joshua-treet vil endre bildet av Mojave-ørkenen drastisk i den kollektive bevisstheten. Nå skjebnen til disse trærne - og vår evne til å forsvare dem - hviler i munndelene til en liten grå møll.
