Jedzenie mleczarstwa nie powoduje choroby monarchicznych gąsienic

Większość ludzi to wie motyle monarchiczne czerpać korzyści z karmienia chwastów mlecznych jako gąsienic. Milkweed zawiera toksyny, co sprawia, że ​​monarchiczny motyl jest niesmaczny dla większości drapieżników. Monarchowie używają nawet aposematycznego zabarwienia, aby ostrzec drapieżników, że będą jeść toksyczny posiłek, jeśli zdecydują się polować na pomarańczowy i czarny motyl. Ale jeśli mlecz jest tak toksyczna, dlaczego monarchowie nie chorują od jedzenia mlecza?

Motyle monarchiczne ewoluowały, aby mogły tolerować toksyczne mlecze.

Tak często brzmi odpowiedź na to pytanie, ale co to dokładnie znaczy? Czy monarchowie faktycznie są odporni na toksyny mleczne? Nie dokładnie.

Rośliny mleczne nie wytwarzają toksyn dla korzyści monarchy, oczywiście wytwarzają toksyny w celu obrony przed roślinożercami, w tym głodnymi gąsienicami monarchy. Rośliny mleczne stosują kilka strategii obronnych w połączeniu, aby odstraszać owady i inne zwierzęta, które w przeciwnym razie mogłyby je przeżuć do korzeni.

Cardenolides: Toksyczne substancje chemiczne występujące w chwastach mlecznych są w rzeczywistości sterydami, które wpływają na serce, zwanymi kardenolidami (lub glikozydami nasercowymi). Sterydy nasercowe są często stosowane medycznie w leczeniu wrodzonej niewydolności serca i migotania przedsionków, ale historycznie były również stosowane jako trucizny, środki wymiotne i moczopędne. Kiedy kręgowce, takie jak ptaki, połykają kardenolidy, często regurgitują swój posiłek (i uczą się trudnej lekcji!).

Lateks: Jeśli kiedykolwiek złamałeś liść mleczny, wiesz, że mleczny natychmiast wydziela lepki, biały lateks. W rzeczywistości właśnie dlatego Asklepias rośliny nazywane są mleczami - wydają się płakać mlekiem z liści i łodyg. Ten lateks jest poddawany ciśnieniu i obciążony kardenolidami, więc każde uszkodzenie układu kapilarnego rośliny powoduje odpływ toksyn. Lateks jest również raczej gumowaty. Gąsienice z wczesnego stadium są szczególnie podatne na lepki sok, który prawie skleja ich żuchwy.

Owłosione liście: Ogrodnicy wiedzą, że najlepsze rośliny, które odstraszają jelenie, to rośliny o rozmytych liściach. Ta sama zasada odnosi się do każdego roślinożercy, naprawdę, bo kto chce owłosionej sałatki? Liście mlecznej pokryte są drobnymi włoskami (tzw rzęsistki), że gąsienice nie lubią żuć. Niektóre gatunki mlecz (np Asclepias tuberosa) są bardziej owłosione niż inne, a badania wykazały, że gąsienice monarchy unikną delikatniejszych chwastów mlecznych, jeśli będą mieli wybór.

Tak więc, przy tych wszystkich wyrafinowanych mechanizmach ochrony przed mleczem, jak monarcha żywi się wyłącznie owłosionymi, lepkimi i toksycznymi liśćmi mlecznych? Gąsienice monarchy nauczyły się rozbrajać mlecz. Jeśli wychowałeś monarchów, prawdopodobnie obserwowałeś niektóre z tych strategicznych zachowań gąsienic.

Po pierwsze, gąsienice monarchy nadają liściom mlecznego szum. W szczególności gąsienice z wczesnego stadium są dość wprawne w goleniu owłosionych kawałków liści przed schłodzeniem. I pamiętaj, że niektóre gatunki mlecznych są bardziej owłosione niż inne. Gąsienice oferowane różnorodne mleczne zdecydują się karmić rośliny, które wymagają mniej pielęgnacji.

Następnie gąsienica musi zmierzyć się z wyzwaniem związanym z lateksem. Gąsienica w pierwszym stadium jest tak mała, że ​​ta lepka substancja może ją łatwo unieruchomić, jeśli nie jest ostrożna. Być może zauważyłeś, że najmniejsze gąsienice najpierw będą żuć koło w liść, a następnie zjedzą środek pierścienia (patrz wstawione zdjęcie). Takie zachowanie nazywa się „wykopywaniem”. W ten sposób gąsienica skutecznie odprowadza lateks z tego niewielkiego obszaru liścia i staje się bezpiecznym posiłkiem. Ta metoda nie jest jednak niezawodna, a znaczna liczba monarchów z wczesnych stadiów pogrąża się w lateksie i umiera (według niektórych badań aż 30%). Starsze gąsienice mogą żuć wycięcie w łodydze liścia, powodując opadanie liścia i pozwalając na spłynięcie większości lateksu. Gdy mleczny sok przestaje płynąć, gąsienica zjada liść (jak na zdjęciu powyżej).

Wreszcie pojawia się problem toksycznych kordolidów mlecznych. W przeciwieństwie do często opowiadanej historii o monarchach i mleczu, dowody sugerują, że gąsienice monarchiczne mogą cierpieć z powodu spożycia glikozydów nasercowych. Różne gatunki chwastów mlecznych, a nawet różne pojedyncze rośliny w obrębie gatunku, mogą znacznie różnić się pod względem poziomu kardenolidu. Gąsienice żerujące na chwastach mlecznych o wysokim poziomie kardenolidów mają niższe wskaźniki przeżycia. Badania wykazały, że samice motyli na ogół * wolą składać jaja na roślinach mlecznych o niższym (pośrednim) poziomie kardenolidu. Jeśli spożycie glikozydów nasercowych byłoby całkowicie korzystne dla ich potomstwa, można oczekiwać, że kobiety będą szukać roślin żywicielskich o najwyższej toksyczności.

Zasadniczo mlecze i monarchowie prowadzą długą wojnę koewolucyjną. Rośliny mleczne ciągle rzucają nowe strategie obrony na monarchów, które je przeżuwają, ale motyle ich przechytrzą. Więc, co dalej? Jak mlecze będą się bronić przed gąsienicami, które po prostu nie przestaną ich jeść?

Wygląda na to, że mleczarz wykonał już swój następny ruch i wybrał strategię „jeśli nie możesz ich pokonać, dołącz do nich”. Zamiast odstraszać zwierzęta roślinożerne, takie jak monarchiczne gąsienice, mlecze przyspieszyły swoją zdolność do odrastania liści. Być może zauważyłeś to we własnym ogrodzie. Wczesne lub w połowie sezonu monarchowie mogą zrywać liście z rośliny mlecznej, ale nowe, mniejsze liście wyrastają w ich miejscach.

* - Nowe badania sugerują, że motyle żeńskie mogą czasami do celów leczniczych, wybierz rośliny żywicielskie o wyższym poziomie glikozydów nasercowych. Wydaje się to jednak wyjątkiem od reguły. Zdrowe samice wolą nie narażać potomstwa na wysokie poziomy kardenolidów.

• Interakcje z Milkweed, MonarchLab, University of Minnesota. Dostęp 8 stycznia 2013 r.
• Teoria bioróżnorodności potwierdziła Cornell Chronicle, Cornell University. Dostęp 8 stycznia 2013 r.
• Monarch Biology, MonarchNet, University of Georgia. Dostęp 8 stycznia 2013 r.
• Potrzeby habitatu motyla monarchy, U.S. Forest Service. Dostęp 8 stycznia 2013 r.
• Odpowiedzi od Monarch Butterfly Expert: Wiosna 2003, Pytania i odpowiedzi z dr. Karen Oberhauser, Journey North. Dostęp 8 stycznia 2013 r.
• Glikozydy nasercowe, Virginia Commonwealth University. Dostęp 7 stycznia 2013 r.
• Wyścig zbrojeń między roślinami i insektami eskaluje poprzez ewolucjęautor: Elizabeth L. Bauman, College of Agriculture and Life Sciences na Cornell University, jesień 2008 r.