blomstrende planter vises kun i fossilrekorden for omkring 100 millioner år siden, og alligevel udgør de 90 procent af planteriget. I mellemtiden er omkring 75 procent af kendte dyrearter insekter. I Arternes Oprindelse fremsatte Charles Darvin en forklaring på denne fantastiske mangfoldighed: bestøvning. Planter og deres insektbestøvere, antog han, skal udvikle sig i forbindelse med hinanden i en proces, han opfandt “co-evolution”, indtil de blomstrer i et blændende udvalg af former.
men i den store verden af planter og deres bestøvere var der et eksempel på, at Darvin anså det “mest vidunderlige tilfælde af befrugtning, der nogensinde er offentliggjort” i et brev til botanikeren Joseph Dalton Hooker. Dette var det mærkelige tilfælde af Joshua-træet og yucca-møllen.
vi starter med Joshua tree, Mojave ørkenens mest ikoniske plante. Med sine spiny fronds og klumpede tufts toppet af skarpe, voksagtige blomster, der snor sig mod ørkenhimlen, har denne ørkentilpassede busk et ry for anden verden. Alle, der passerer gennem ørkenen, husker det majestætiske Joshua tree; dets navnebror har inspireret kunstnere, filmskabere og mange udlændinge på jagt efter transcendens.
få rejsende vokser dog poetisk om sin evolutionære partner, yucca moth. Den lille, Dun bug er oprindeligt beskedent, men ved nærmere eftersyn er det en lige så udenjordisk kamp for det ikoniske Joshua tree. I stedet for et almindeligt mundstykke, det har bisarre, tentakellignende fronds, hvis lignende er unikke blandt insekter-og tjener et væsentligt formål i ørkenøkosystemet.
uden nektar for at tiltrække bestøvere er Joshua-træer udelukkende afhængige af denne beskedne møl til bestøvning. Yucca møl bruge deres behændige kæbe vedhæng til at indsamle pollen fra Joshua træ blomster og deponere det på de kvindelige dele af hver blomst som Møl bevæger sig mellem blomstrer. Til gengæld lægger møllen sine æg med sin tynde, bladlignende ovipositor på blomsternes frø.
når de klækkes, spiser yucca moth caterpillars frøene—deres eneste fødekilde—før de kravler til jorden for at danne kokoner. Og cyklussen begynder igen.
ifølge Christopher Smith, der studerer pollinatorforhold, er forholdet mellem yucca moths og Joshua trees ulig noget andet i den naturlige verden. Han burde vide: Smith har længe studeret de forskellige forhold mellem insekter og planter i ørkenen. Hans tidligere forskning fokuserede på kaktus longhorn biller og de spiny plantearter, de interagerer med i hele Sonoran-ørkenen. Men intet, siger han, kan sammenlignes med Joshua tree og yucca moth.
de fleste bestøvere hjælper ved et uheld de planter, de bestøver. Bier og fugle vil børste op mod pollen, mens de fodrer på en blomst nektar, sprede det fra plante til plante, som de fortsætter en dags fest. Ikke yucca møl: fordi deres larver afhænger af den fortsatte eksistens af Joshua-træer og deres velsmagende frø, er yucca moths bestøvning en aktiv overlevelseshandling. Desuden har dette partnerskab foregået i millioner af år.
Joshua trees gør mere end at give kunstnerisk inspiration: de skaber væsentlig miljømæssig støtte til det kompromisløse ørkenøkosystem. Disse afskyeligt smukke buske giver mad og husly til dyr i Mojave-kratterne, hvor ressourcerne er notorisk knappe. I løbet af foråret er dens blomster en af de eneste kilder til våd mad til rådighed for insekter, ravne og jorden egern.
men i dag kan deres langvarige partnerskab være i fare for at bryde sammen, da Joshua tree ‘ s naturlige habitat står over for nye trusler.
den rigtige møl til jobbet
der er to forskellige slags Joshua-træer, divideret med de lave indre bassiner i Death Valley og Amargosa-ørkenen: buskede, kortbladede østlige Joshua-træer (Yucca brevifolia jaegeriana) og arboreale, langbladede vestlige Joshua-træer (Y. b. brevifolia). De to er så forskellige, forskere har endda anbefalet at opdele Yucca brevifolias i to arter. Men hvilken evolutionær grund er ansvarlig for denne divergens?
at, siger Smith, er “multi-million dollar spørgsmål.”
møl kan holde svaret. Økologer troede længe, at en art af yucca-møl (Tegeticula synthetica) bestøver begge slags Joshua-træer. Men i 2003 opdagede et team af forskere, at en genetisk distinkt yucca moth (T. antithetica) udelukkende pollinerer de østlige træer. Ligesom Joshua-træerne selv var denne møll kortere end dens vestlige modstykke. Endnu mere uhyggelig var forskellen i afstanden mellem stigma og ægløsning mellem de to trætyper den samme som forskellen i kropsstørrelse, hoved til mave, mellem de to møller.
“jeg tænkte,” Det kan ikke være tilfældighed, ” siger Smith.
for at afgøre, om co-evolution medførte denne mistænkelige speciering, ledede Smith et team af borgerforskere i 2013 og 2014 for at indsamle morfologiske data på det ene sted, hvor de to arter af Joshua træer og deres tilsvarende Møller lever i harmoni: Tikaboo Valley.
Smith og hans team observerede, at yucca-møl deponerer deres æg mere effektivt i deres tilsvarende Joshua-træer, og Joshua-træerne giver igen mere plads til æggene, når de bestøves af den foretrukne møl. Smiths foreløbige resultater viser også, at møllerne mere succesfuldt reproducerer, når deres kropsstørrelse svarer til størrelsen af stilken mellem blomstens stigma og æggestok, kendt som stilen.
selvom møl vil bestøve blomster, hvis stilarter er for lange, lægger de næsten aldrig med succes æg, der klækkes ud i larver. Når stilarterne er for korte, kan møllerne beskadige blomsterne med deres ovipositor.
Smith påpeger, at disse korrespondancer ikke nødvendigvis beviser co-evolution. Joshua-træerne kunne udvikle sig som reaktion på noget i deres naturlige omgivelser, og møllerne kunne reagere, hvilket demonstrerer evolution, da en art ændrer sig som reaktion på miljøbelastninger (og så udvikler den anden sig som reaktion på den første art, der resonerer)—men ikke co-evolution, hvor begge arter ændrer sig gensidigt som reaktion på hinanden.
for at fjerne potentialet for tilfældighed planlægger Smith nu at kortlægge Joshua-træernes genom gennem et samarbejde kaldet Joshua Tree Genome Project, der blev lanceret i marts sidste år af Smith og seks andre forskere og finansieret gennem en kombination af folkemængder og støtte fra den levende ørken. Bortset fra Smiths forskning er et af projektets primære mål at identificere gener, der er involveret i Joshua tree ‘ s tilpasning til klimaet for at planlægge den kommende klimakrise.
når han først har genomerne fra de to Joshua-træer, vil Smith sammenligne dem med genomerne fra velundersøgte planter for at bestemme, hvilke gener der svarer til blomstermorfologi, grenlængde og andre egenskaber. Derfra kan han sammenligne genomerne af de to arter af Joshua—træer og bestemme den gennemsnitlige variation mellem deres alleler-sthat er variationen på grund af evolution. Gener, der viser dramatisk variation sammenlignet med denne baseline, er markeret for naturlig selektion.
en vigtig del af denne strategi kan være i dens forhold til yucca møl. Forskning viser allerede, at forskellene i ovipositorlængde og kropsstørrelse i yucca moths genomer er mere udtalte, hvilket tyder på, at naturlig udvælgelse har drevet uoverensstemmelsen. Smith håber at finde det samme for morfologien af Joshua tree blomster.
Racing uret
men tiden kan løbe ud. Joshua træer er kritisk truet af klimaændringer: da opvarmningsklimaet fordamper dyrebart vand fra jorden, og hyppigheden af regn falder, Joshua tree-kimplanter er mindre tilbøjelige til at overleve langvarige tørkesæsoner end deres fuldvoksne kolleger.
“mange gange, når folk ser på et sted som Joshua Tree National Park, hvor du ser mange modne træer, synes de, det ser sundt ud,” siger Cameron Barve, en økolog ved Center for Conservation Biology ved University of California i Riverside. “Men hvis du ikke ser ungerne, betyder det, at arten ikke erstatter sig selv.”
efterhånden som færre Joshua-træplanter overlever og modnes, aftager befolkningen, og det samme gør ørkenens mangfoldighed. Fordi Joshua tree er en keystone art i Mojave, vil en række forskellige insekter, firben og fugle miste vigtige kilder til habitat i, på og under deres grene.
ifølge Bjergenes klimamodeller kunne Mojave-ørkenen miste op til 90 procent af Joshua-træerne inden slutningen af århundredet. Selv i de værst tænkelige scenarier, der er pletter gravhøje kalder “refugia”, hvor Joshua træer kunne formere sig og trives-hvis de bo klart af invasive ukrudt og skovbrande – men området er faldende betydeligt.
som mange organismer vandrer Joshua træer som reaktion på deres levesteder opvarmning ved at droppe deres frø længere nordpå. Lige nu vokser kimplanter inden for 100 meter fra deres moderplanter; for at nå områder, der er kølige nok til at overleve, kan de muligvis flytte tusinder af miles. Joshua tree frø har endnu ikke demonstreret evnen til at sprede sig så hurtigt.
måske mere væsentligt, heller ikke har yucca møl. “Vi aner ikke, hvordan yucca moth kan reagere på at flytte tusindvis af miles nordpå,” indrømmer Smith. På grund af yucca moths korte levetid og korte interaktion med Joshua trees er det svært at studere, hvordan de vil reagere på sådanne ændringer i deres omgivelser. Uden deres eneste bestøvere, Joshua træer vil omkomme, uanset om deres frø kan gøre rejsen.
at forstå disse symbiotiske forhold bliver endnu mere vigtigt, når man udvikler strategier til at reagere på klimaændringer. Nogle forskere har foreslået fysisk bevægelige arter truet af klimaændringer, men dette kan forstyrre systemer, der endnu ikke er fuldt ud forstået.
“ofte tænker bevaringsbiologer på massesamfund som statiske,” siger Smith. “Når vi laver bevaringsstrategier, skal vi ikke bare tænke på, hvordan systemet er i dag, men hvordan systemet vil ændre sig i fremtiden som reaktion på verdensændringen.”
en ting er sikkert: tabet af Joshua-træet ville drastisk ændre billedet af Mojave-ørkenen i den kollektive bevidsthed. Nu hviler disse træers skæbne—og vores evne til at forsvare dem-i munddelene af en lille grå møl.