Pagtitipid

Kung Paano Ang Isang Puno at Ang Tanggaw Nito Na Nahubog Ang Mojave Desert | Agham

Ang mga namumulaklak na halaman ay lilitaw lamang sa tala ng fossil mga 100 milyong taon na ang nakalilipas, at gayon pa man binubuo ng 90 porsyento ng kaharian ng halaman . Samantala, sa paligid 75 porsyento ng mga kilalang species ng hayop ang mga insekto. Sa Pinagmulan ng Mga Espanya , Inilahad ni Charles Darwin ang isang paliwanag para sa nakamamanghang pagkakaiba-iba na ito: polinasyon Ang mga halaman at ang kanilang mga pollinator ng insekto, naisip niya, ay dapat magbago kasabay ng bawat isa sa isang proseso na nilikha niya ang co-evolution hanggang sa mamulaklak sila sa isang nakasisilaw na hanay ng mga form.

Ngunit sa malawak na mundo ng mga halaman at kanilang mga pollinator, mayroong isang halimbawa na itinuring ni Darwin na pinakamagandang kaso ng pagpapabunga na na-publish sa isang liham sa botanist na si Joseph Dalton Hooker. Ito ang mausisa na kaso ng punong Joshua at ang yucca moth.

nag robert e. lee sariling mga alipin?

Magsisimula kami sa puno ng Joshua, ang pinaka-iconic na halaman ng Mojave Desert. Gamit ang mga spiny fronds at clubbed tufts na tinabunan ng masusukat, waxy na mga bulaklak na paikot patungo sa disyerto na langit, ang shrub na iniangkop sa disyerto ay may reputasyon para sa ibang kamunduhan. Ang bawat dumaan sa disyerto ay naaalala ang kamangha-manghang puno ni Joshua; ang pangalan nito ay nagbigay inspirasyon mga artista , mga gumagawa ng pelikula at maraming isang sojourner sa paghahanap ng transendensya.





Gayunman, kakaunti ang mga manlalakbay na nagtatula tungkol sa kasosyo sa pag-unlad, ang yucca moth. Ang maliit, dun bug ay una nang hindi maganda, ngunit sa masusing pagsisiyasat, ito ay isang pantay na laban sa extraterrestrial para sa iconic na Joshua tree. Sa halip na isang regular na tagapagsalita, ito ay kakaiba sa mala-tentacle na mga frond, na ang mga kagaya nito ay natatangi sa mga insekto — at nagsisilbing isang mahalagang layunin sa disyerto na ecosystem.

Nang walang nektar upang akitin ang mga pollinator, ang mga puno ni Joshua ay umaasa lamang sa hindi magagaling na gamugamo na ito para sa polinasyon . Ginagamit ng mga mucto ng Yucca ang kanilang mga dexterous jaw appendage upang mangolekta ng polen mula kay Joshua na mga bulaklak ng puno at ideposito ito sa mga babaeng bahagi ng bawat bulaklak habang gumagalaw ang gamugamo sa pagitan ng mga pamumulaklak. Sa kabilang banda, ang inilalagay ng gamo ang kanyang mga itlog kasama ang manipis, mala-talim na ovipositor sa mga binhi ng mga bulaklak.



Kapag pumisa na ang mga ito, ang mga uod ng yucca moth ay kinakain ang mga binhi — ang nag-iisa nilang mapagkukunan ng pagkain — bago gumapang sa lupa upang makabuo ng mga cocoon. At nagsisimula ulit ang ikot.

Ayon kay Christopher Smith , isang biologist sa Willamette University na nag-aaral ng mga ugnayan ng pollinator, ang ugnayan sa pagitan ng mga yucca moths at mga puno ni Joshua ay hindi katulad ng anupaman sa natural na mundo. Dapat niyang malaman: Matagal nang pinag-aralan ni Smith ang magkakaibang mga ugnayan sa pagitan ng mga insekto at halaman sa disyerto. Ang kanyang nakaraang pagsasaliksik ay nakatuon sa mga cactus longhorn beetle at mga spiny na species ng halaman na nakikipag-ugnayan sila sa buong Sonoran Desert. Ngunit wala, aniya, ay maikukumpara sa punong Joshua at ng yucca moth.

Karamihan sa mga pollinator ay hindi sinasadyang tumulong sa mga halaman na kanilang binubulok. Ang mga bubuyog at ibon ay magsisiksik laban sa polen habang nagpapakain sila sa nektar ng isang bulaklak, na kumakalat mula sa halaman hanggang sa halaman habang nagpatuloy sila sa isang araw na piyesta. Hindi mga moth ng yucca: sapagkat ang kanilang mga higad ay nakasalalay sa patuloy na pagkakaroon ng mga puno ng Joshua at kanilang mga masasarap na binhi, ang polinasyon ng yucca moth ay isang aktibong gawa ng kaligtasan. Bukod dito, ang pakikipagsosyo na ito ay nangyayari sa milyun-milyong taon.



Ang mga punong Joshua ay higit pa sa nagbibigay ng masining na inspirasyon: lumikha sila ng mahahalagang suporta sa kapaligiran para sa hindi kompromisong ecosystem ng disyerto. Ang mga nakakubiling magagandang shrub ay nagbibigay ng pagkain at tirahan para sa mga hayop sa Mojave scrublands, kung saan ang mga mapagkukunan ay kilalang mahirap makuha. Sa panahon ng tagsibol, ang mga bulaklak nito ay isa sa mga mapagkukunan ng wet food na magagamit para sa mga insekto, uwak, at ground squirrels.

Gayunpaman ngayon, ang kanilang matagal na pakikipagsosyo ay maaaring nasa panganib na masira, dahil ang natural na tirahan ng puno ng Joshua ay nahaharap sa mga bagong banta.

Ang hindi kapansin-pansin na hitsura ng yucca moth ay kalahati ng isang ebolusyonaryong pakikipagsosyo na nagmula sa milyun-milyong taon.

Ang hindi kapansin-pansin na hitsura ng yucca moth ay kalahati ng isang ebolusyonaryong pakikipagsosyo na nagmula sa milyun-milyong taon.(Will (Tad) Cole)

Ang tamang gamugamo para sa trabaho

Mayroong dalawang magkakaibang uri ng mga puno ng Joshua, na hinati ng mababang mga basang pandala ng Death Valley at ang Desert ng Amargosa: malabo, maikli ang dahon na mga puno ng silangang Joshua (Yucca brevifolia jaegeriana) at arboreal, may mahabang dahon na mga punong Joshua sa kanluran (Y. b. brevifolia). Ang dalawa ay magkakaiba, itinaguyod pa ng mga siyentista ang paghahati ng Yucca brevifolias sa dalawang species. Ngunit anong ebolusyonaryong dahilan ang may pananagutan sa pagkakaiba-iba na ito?

Iyon, sabi ni Smith, ang tanong na maraming milyong dolyar.

Maaaring hawakan ng gamugamo ang sagot. Matagal nang pinaniwalaan ng mga Ecologist na ang isang uri ng yucca moth (Tegeticula synthetica) ay pollinates ang parehong uri ng mga puno ng Joshua. Ngunit noong 2003, isang pangkat ng mga siyentista natuklasan na ang isang natatanging genetiko na yucca moth (T. antithetica) ay eksklusibong pollinates ang mga silangang puno. Tulad ng mga puno mismo ni Joshua, ang moth na ito ay mas maikli kaysa sa kanlurang katapat nito. Kahit na mas nakakatakot, ang pagkakaiba sa distansya sa pagitan ng stigma at ovule sa pagitan ng dalawang uri ng puno ay kapareho ng pagkakaiba sa laki ng katawan, ulo hanggang tiyan, sa pagitan ng dalawang moths.

Naisip ko, 'Hindi iyon maaaring magkataon,' sabi ni Smith.

Upang matukoy kung ang co-evolution ay nagdulot ng kahina-hinalang spesyalisasyong ito, pinangunahan ni Smith ang isang pangkat ng mga siyentipikong mamamayan noong 2013 at 2014 hanggang mangolekta ng datos ng morpolohikal sa isang lugar kung saan nakatira ang dalawang species ng mga puno ni Joshua at ang kanilang kaukulang moths sa pagkakasundo: Tikaboo Valley.

Smith at ang kanyang koponan ay naobserbahan na yucca moths ideposito ang kanilang mga itlog mas mahusay sa kanilang katumbas na mga punong Joshua, at ang mga punong Joshua ay nagbibigay ng higit na puwang para sa mga itlog kapag pollin ng ginustong gamugamo. Ipinakikita rin ng mga paunang resulta ni Smith na ang mga gamugamo ay mas matagumpay na nag-aanak kapag ang laki ng kanilang katawan ay tumutugma sa laki ng tangkay sa pagitan ng mantsa at obaryo ng bulaklak, na kilala bilang istilo.

asan ang forrest gump house

Kahit na ang mga moths ay magdaragdag ng mga bulaklak na ang mga istilo ay masyadong mahaba, halos hindi sila matagumpay na mangitlog na pumisa sa mga uod. Kapag ang mga istilo ay masyadong maikli, ang moths ay maaaring makapinsala sa mga bulaklak sa kanilang ovipositor.

Itinuro ni Smith na ang mga sulat na ito ay hindi kinakailangang magpatunay ng co-evolution. Ang mga puno ng Joshua ay maaaring umuusbong bilang reaksyon sa isang bagay sa kanilang likas na kapaligiran, at ang mga moths ay maaaring tumugon, na nagpapakita ng ebolusyon, dahil ang isang species ay nagbabago bilang tugon sa mga stress sa kapaligiran (at pagkatapos ay ang iba pang nagbabago bilang tugon sa unang species na tumutunog) - ngunit hindi co-evolution, kung saan kapwa nagbabago ang parehong species bilang tugon sa bawat isa.

Upang alisin ang potensyal para sa pagiging random, plano ngayon ni Smith na mapa ang genome ng mga punong Joshua sa pamamagitan ng pakikipagtulungan na tinawag na Joshua Tree Genome Project , na inilunsad noong Marso ni Smith at ng anim pang iba pang mga siyentista at pinondohan sa pamamagitan ng isang kumbinasyon ng crowddsourcing at suporta mula sa Living Desert. Bukod sa pagsasaliksik ni Smith, ang isa sa pangunahing layunin ng proyekto ay upang makilala ang mga gen na kasangkot sa pagbagay ng puno ni Joshua sa klima upang planuhin ang darating na krisis sa klima.

Kapag mayroon na siyang mga genome ng dalawang punong Joshua, ihahambing sila ni Smith sa mga genome ng mga napag-aralan na halaman upang matukoy kung aling mga gen ang tumutugma sa morphology ng bulaklak, haba ng sangay at iba pang mga katangian. Mula doon, maihahambing niya ang mga genome ng dalawang species ng mga puno ng Joshua at matukoy ang average na pagkakaiba-iba sa pagitan ng kanilang mga alel-sthat ay, ang pagkakaiba-iba dahil sa ebolusyon. Ang mga gene na nagpapakita ng dramatikong pagkakaiba-iba kung ihahambing sa baseline na ito ay minarkahan para sa natural na pagpipilian.

Ang isang mahalagang bahagi ng diskarteng iyon ay maaaring may kaugnayan sa mga moths ng yucca. Pananaliksik ipinapakita na ang mga pagkakaiba sa haba ng ovipositor at laki ng katawan sa mga genome ng yucca moths ay mas malinaw, na nagpapahiwatig na ang likas na pagpili ay nagtulak sa pagkakaiba. Inaasahan ni Smith na makahanap ng pareho para sa morpolohiya ng mga bulaklak na puno ng Joshua.

Kinokolekta ni Smith at ng kanyang koponan ang mga yothca moth upang mapag-aralan ang kanilang morpolohiya.

Kinokolekta ni Smith at ng kanyang koponan ang mga yothca moth upang mapag-aralan ang kanilang morpolohiya.(Christopher Smith)

Karera ng orasan

Ngunit ang oras ay maaaring maubusan. Ang mga punong Joshua ay kritikal na banta sa pamamagitan ng pagbabago ng klima: habang ang pag-init ng klima ay sumisingaw ng mahalagang tubig mula sa lupa at bumababa ang dalas ng ulan, ang mga punla ng punong Joshua ay mas malamang na makaligtas sa matagal na panahon ng tagtuyot kaysa sa kanilang buong lumago na mga kapantay.

Maraming mga oras kapag ang mga tao ay tumingin sa isang lugar tulad ng Joshua Tree National Park kung saan nakikita mo ang maraming mga mature na puno, sa palagay nila mukhang malusog ito, sabi ni Cameron Barrows , isang ecologist sa Center for Conservation Biology sa University of California sa Riverside. Ngunit kung hindi mo nakikita ang mga kabataan, nangangahulugan iyon na ang species ay hindi pinapalitan ang sarili.

Tulad ng mas kaunting mga punla ng Joshua na nakatira at tumatanda, ang populasyon ay bumababa, at gayundin ang pagkakaiba-iba ng disyerto. Dahil ang punong Joshua ay isang keystone species sa Mojave, isang bilang ng iba't ibang mga insekto, bayawak, at mga ibon ang mawawalan ng mga mahahalagang mapagkukunan ng tirahan sa, sa, at sa ilalim ng kanilang mga sangay.

Ayon sa mga modelo ng klima ni Barrows, ang Mojave Desert ay maaaring mawala sa 90 porsyento ng mga punong Joshua bago magtapos ang siglo. Kahit na sa mga pinakapangit na sitwasyon, may mga spot na tinatawag ng Barrows na refugia kung saan ang mga puno ni Joshua ay maaaring lumaganap at umunlad - kung mananatili silang malinis sa nagsasalakay na mga damo at wildfires - ngunit ang saklaw ay lumiliit nang malaki.

Tulad ng maraming mga organismo, ang mga puno ni Joshua ay paglipat bilang tugon sa kanilang mga tirahan na nag-iinit ng paghuhulog ng kanilang mga binhi karagdagang hilaga. Sa ngayon, ang mga punla ay lumalaki sa loob ng 100 metro mula sa kanilang mga magulang na halaman; upang maabot ang mga lugar na sapat na cool upang mabuhay, maaaring kailanganin nilang ilipat ang libu-libong mga milya. Ang mga binhi ng punong Joshua ay hindi pa nagpapakita ng kakayahang kumalat nang napakabilis.

Marahil ay higit na mahalaga, o mayroon ding mga moth ng yucca. Wala kaming ideya kung paano maaaring tumugon ang yucca moth sa paglipat ng libu-libong mga milya sa hilaga, aminado si Smith. Dahil sa maikling habang-buhay at maikling pakikipag-ugnayan ng yucca moth sa mga puno ni Joshua, mahirap pag-aralan kung paano sila tutugon sa mga naturang pagbabago sa kanilang mga kapaligiran. Kung wala ang kanilang nag-iisang pollinator, ang mga puno ni Joshua ay mapapahamak anuman ang kanilang mga binhi ay maaaring maglakbay.

Ang pag-unawa sa mga symbiotic na ugnayan na ito ay naging mas mahalaga kapag nagkakaroon ng mga diskarte para sa pagtugon sa pagbabago ng klima. Ang ilang mga siyentipiko ay nagmungkahi ng mga pisikal na gumagalaw na species na nanganganib ng pagbabago ng klima, ngunit maaari itong makagambala sa mga system na hindi pa lubos na nauunawaan.

Kadalasan, iniisip ng mga biologist ng pag-iimbak ang mga pamayanang masa bilang static, sabi ni Smith. Sa paggawa ng mga diskarte sa pag-iingat, kailangan nating mag-isip tungkol sa hindi lamang kung ano ang system ngayon, ngunit kung paano magbabago ang system sa hinaharap bilang tugon sa pagbabago ng mundo.

Ang isang bagay ay tiyak: Ang pagkawala ng puno ni Joshua ay lubhang mababago ang imahe ng Mojave Desert sa sama-samang kamalayan. Ngayon ang kapalaran ng mga punong ito — at ang aming kakayahang ipagtanggol ang mga ito — ay nakasalalay sa mga bukana ng isang maliit na kulay-abo na gamo.





^