Blütenpflanzen tauchen erst vor etwa 100 Millionen Jahren im Fossilienbestand auf und machen dennoch 90 Prozent des Pflanzenreichs aus. Mittlerweile sind rund 75 Prozent der bekannten Tierarten Insekten. Charles Darwin hat in Origin of Species eine Erklärung für diese erstaunliche Vielfalt vorgelegt: die Bestäubung. Pflanzen und ihre Insektenbestäuber, vermutete er, müssen sich in einem von ihm geprägten Prozess der „Koevolution“ miteinander entwickeln, bis sie zu einer schillernden Vielfalt von Formen aufblühen.
Aber in der weiten Welt der Pflanzen und ihrer Bestäuber gab es ein Beispiel, das Darwin in einem Brief an den Botaniker Joseph Dalton Hooker als „wunderbarsten Fall von Befruchtung, der jemals veröffentlicht wurde“ ansah. Dies war der merkwürdige Fall des Joshua Tree und der Yucca-Motte.
Wir beginnen mit dem Joshua Tree, der kultigsten Pflanze der Mojave-Wüste. Mit seinen stacheligen Wedeln und Klumpenbüscheln, die von scharfen, wachsartigen Blüten gekrönt werden, die sich zum Wüstenhimmel hin drehen, hat dieser wüstenangepasste Strauch den Ruf, jenseitig zu sein. Jeder, der durch die Wüste geht, erinnert sich an den majestätischen Joshua Tree; Sein Namensvetter hat Künstler, Filmemacher und viele Reisende auf der Suche nach Transzendenz inspiriert.
Nur wenige Reisende werden jedoch poetisch über ihren evolutionären Partner, die Yucca-Motte. Der kleine, dunkle Käfer ist zunächst unscheinbar, aber bei näherer Betrachtung ist er ein ebenso außerirdisches Match für den legendären Joshua Tree. Anstelle eines normalen Mundstücks trägt es bizarre, tentakelartige Wedel, die unter Insekten einzigartig sind – und einen wesentlichen Zweck im Wüstenökosystem erfüllen.
Ohne Nektar, um Bestäuber anzulocken, verlassen sich Joshua Trees ausschließlich auf diese bescheidene Motte für die Bestäubung. Yucca-Motten verwenden ihre geschickten Kieferanhänge, um Pollen von Joshua Tree-Blüten zu sammeln und sie auf den weiblichen Teilen jeder Blume abzulegen, während sich die Motte zwischen den Blüten bewegt. Im Gegenzug legt die Motte ihre Eier mit ihrem dünnen, klingenartigen Ovipositor auf die Samen der Blüten.
Wenn sie schlüpfen, fressen die Raupen der Yucca-Motte die Samen – ihre einzige Nahrungsquelle – bevor sie zu Boden kriechen, um Kokons zu bilden. Und der Zyklus beginnt von neuem.
Laut Christopher Smith, einem Biologen an der Willamette University, der Bestäuberbeziehungen untersucht, ist die Beziehung zwischen Yucca-Motten und Joshua-Bäumen anders als alles andere in der natürlichen Welt. Er sollte es wissen: Smith hat lange die vielfältigen Beziehungen zwischen Insekten und Pflanzen in der Wüste untersucht. Seine bisherige Forschung konzentrierte sich auf Kaktus-Longhornkäfer und die stacheligen Pflanzenarten, mit denen sie in der gesamten Sonora-Wüste interagieren. Aber nichts, sagt er, ist vergleichbar mit dem Joshua Tree und der Yucca-Motte.
Die meisten Bestäuber unterstützen versehentlich die Pflanzen, die sie bestäuben. Bienen und Vögel werden gegen Pollen auffrischen, während sie sich vom Nektar einer Blume ernähren und ihn von Pflanze zu Pflanze verbreiten, während sie das Fest des Tages fortsetzen. Nicht Yucca Motten: da ihre Raupen vom Fortbestand der Joshua Trees und ihren schmackhaften Samen abhängen, ist die Bestäubung der Yucca-Motte ein aktiver Akt des Überlebens. Darüber hinaus besteht diese Partnerschaft seit Millionen von Jahren.
Joshua Trees bieten mehr als nur künstlerische Inspiration: Sie schaffen eine wesentliche Umweltunterstützung für das gesamte Wüstenökosystem. Diese schrecklich schönen Sträucher bieten Nahrung und Schutz für Tiere in den Mojave-Buschland, wo Ressourcen notorisch knapp sind. Im Frühling sind seine Blüten eine der wenigen Quellen für Nassfutter für Insekten, Raben und Erdhörnchen.
Doch heute droht ihre langjährige Partnerschaft zu zerbrechen, da der natürliche Lebensraum des Joshua Tree neuen Bedrohungen ausgesetzt ist.
Die richtige Motte für den Job
Es gibt zwei verschiedene Arten von Joshua Trees, geteilt durch die niedrigen Binnenbecken des Death Valley und der Amargosa-Wüste: buschige, kurzblättrige östliche Joshua-Bäume (Yucca brevifolia jaegeriana) und baumartige, langblättrige westliche Joshua-Bäume (Y. b. brevifolia). Die beiden sind so unterschiedlich, dass Wissenschaftler sogar befürworteten, Yucca brevifolias in zwei Arten aufzuteilen. Aber welcher evolutionäre Grund ist für diese Divergenz verantwortlich?
Das, sagt Smith, ist die „Multi-Millionen-Dollar-Frage.“
Motten können die Antwort enthalten. Ökologen glaubten lange, dass eine Art von Yucca-Motte (Tegeticula synthetica) beide Arten von Joshua-Bäumen bestäubt. Aber im Jahr 2003 entdeckte ein Team von Wissenschaftlern, dass eine genetisch unterschiedliche Yucca-Motte (T. antithetica) ausschließlich die östlichen Bäume bestäubt. Wie die Joshua Trees selbst war diese Motte kürzer als ihr westliches Gegenstück. Noch unheimlicher war der Unterschied in der Entfernung zwischen dem Stigma und der Eizelle zwischen den beiden Baumarten der gleiche wie der Unterschied in der Körpergröße, Kopf bis Bauch, zwischen den beiden Motten.
„Ich dachte: ‚Das kann kein Zufall sein'“, sagt Smith.
Um festzustellen, ob die Koevolution zu dieser verdächtigen Artbildung geführt hat, leitete Smith 2013 und 2014 ein Team von Citizen Scientists, um morphologische Daten an dem Ort zu sammeln, an dem die beiden Arten von Joshua Trees und ihre entsprechenden Motten in Harmonie leben: Tikaboo Valley.
Smith und sein Team beobachteten, dass Yucca-Motten ihre Eier effizienter in ihren entsprechenden Joshua-Bäumen ablegen und die Joshua-Bäume wiederum mehr Platz für die Eier bieten, wenn sie von der bevorzugten Motte bestäubt werden. Smiths vorläufige Ergebnisse zeigen auch, dass sich die Motten erfolgreicher vermehren, wenn ihre Körpergröße der Größe des Stiels zwischen dem Stigma der Blume und dem Eierstock entspricht, der als Stil bezeichnet wird.
Obwohl Motten Blüten bestäuben, deren Stile zu lang sind, legen sie fast nie erfolgreich Eier, die zu Raupen schlüpfen. Wenn die Stile zu kurz sind, können die Motten die Blumen mit ihrem Ovipositor beschädigen.
Smith weist darauf hin, dass diese Entsprechungen nicht unbedingt die Koevolution beweisen. Die Joshua Trees könnten sich als Reaktion auf etwas in ihrer natürlichen Umgebung entwickeln, und die Motten könnten reagieren, was die Evolution demonstriert, wenn sich eine Art als Reaktion auf Umweltbelastungen verändert (und dann entwickelt sich die andere als Reaktion auf die Resonanz der ersten Art) — aber nicht Co-Evolution, wo sich beide Arten als Reaktion aufeinander wechselseitig verändern.
Um das Potenzial für Zufälligkeit zu beseitigen, plant Smith nun, das Genom der Joshua Trees durch eine Zusammenarbeit namens Joshua Tree Genome Project zu kartieren, die im März letzten Jahres von Smith und sechs anderen Wissenschaftlern ins Leben gerufen und durch eine Kombination aus Crowdsourcing und Unterstützung von The Living Desert finanziert wurde. Neben Smiths Forschung ist es eines der Hauptziele des Projekts, Gene zu identifizieren, die an der Anpassung des Joshua Tree an das Klima beteiligt sind, um für die kommende Klimakrise zu planen.
Sobald er die Genome der beiden Joshua Trees hat, wird Smith sie mit den Genomen gut untersuchter Pflanzen vergleichen, um festzustellen, welche Gene der Blütenmorphologie, der Astlänge und anderen Merkmalen entsprechen. Von dort, er kann die Genome der beiden Arten von Joshua Trees vergleichen und die durchschnittliche Variation zwischen ihren Allelen bestimmen—sthat ist, die Variation aufgrund der Evolution. Gene, die im Vergleich zu dieser Basislinie eine dramatische Variation aufweisen, sind für die natürliche Selektion markiert.
Ein wichtiger Teil dieser Strategie könnte in ihrer Beziehung zu den Yucca-Motten liegen. Die Forschung zeigt bereits, dass die Unterschiede in der Ovipositorlänge und Körpergröße in den Genomen der Yucca-Motten ausgeprägter sind, was darauf hindeutet, dass die natürliche Selektion die Diskrepanz getrieben hat. Smith hofft, das gleiche für die Morphologie von Joshua Tree Blumen zu finden.
Rennen um die Uhr
Aber die Zeit kann knapp werden. Joshua Trees sind vom Klimawandel bedroht: da das sich erwärmende Klima kostbares Wasser aus dem Boden verdunstet und die Häufigkeit des Regens abnimmt, überleben Joshua Tree-Sämlinge mit geringerer Wahrscheinlichkeit längere Dürreperioden als ihre ausgewachsenen Gegenstücke.
„Oft, wenn Leute einen Ort wie den Joshua Tree National Park betrachten, wo man viele alte Bäume sieht, denken sie, dass er gesund aussieht“, sagt Cameron Barrows, Ökologe am Zentrum für Naturschutzbiologie an der Universität von Kalifornien in Riverside. „Aber wenn man die Jungtiere nicht sieht, bedeutet das, dass sich die Art nicht selbst ersetzt.“
Wenn weniger Joshua Tree-Setzlinge überleben und reifen, schwindet die Bevölkerung und damit auch die Vielfalt der Wüste. Da der Joshua Tree eine Schlüsselart in der Mojave ist, verlieren eine Reihe verschiedener Insekten, Eidechsen und Vögel wichtige Lebensraumquellen in, auf und unter ihren Zweigen.
Nach den Klimamodellen von Barrows könnte die Mojave-Wüste bis zum Ende des Jahrhunderts bis zu 90 Prozent der Joshua-Bäume verlieren. Selbst im schlimmsten Fall gibt es Orte, die Barrows „Refugien“ nennt, an denen sich Joshua–Bäume vermehren und gedeihen könnten – wenn sie sich von invasiven Unkräutern und Waldbränden fernhalten -, aber die Reichweite schrumpft erheblich.
Wie viele Organismen wandern Joshua Trees als Reaktion auf die Erwärmung ihrer Lebensräume, indem sie ihre Samen weiter nördlich fallen lassen. Im Moment wachsen Sämlinge innerhalb von 100 Metern von ihren Elternpflanzen; Um Gebiete zu erreichen, die kühl genug sind, um zu überleben, müssen sie möglicherweise Tausende von Kilometern zurücklegen. Joshua Tree Samen haben noch die Fähigkeit zu zeigen, so schnell zu verbreiten.
Vielleicht noch wichtiger, weder haben Yucca-Motten. „Wir haben keine Ahnung, wie die Yucca-Motte reagieren könnte, wenn sie Tausende von Meilen nach Norden zieht“, gibt Smith zu. Aufgrund der kurzen Lebensdauer der Yucca-Motte und der kurzen Interaktion mit Joshua-Bäumen ist es schwierig zu untersuchen, wie sie auf solche Veränderungen in ihrer Umgebung reagieren werden. Ohne ihre einzigen Bestäuber werden Joshua Trees zugrunde gehen, unabhängig davon, ob ihre Samen die Reise machen können.
Das Verständnis dieser symbiotischen Beziehungen wird bei der Entwicklung von Strategien zur Reaktion auf den Klimawandel noch wichtiger. Einige Wissenschaftler haben vorgeschlagen, Arten, die vom Klimawandel bedroht sind, physisch zu bewegen, aber dies könnte Systeme stören, die noch nicht vollständig verstanden sind.
„Oft betrachten Naturschutzbiologen Massengemeinschaften als statisch“, sagt Smith. „Bei der Entwicklung von Naturschutzstrategien müssen wir nicht nur darüber nachdenken, wie das System heute aussieht, sondern auch, wie sich das System in Zukunft als Reaktion auf den Wandel der Welt verändern wird.“
Eines ist sicher: Der Verlust des Joshua Tree würde das Bild der Mojave-Wüste im kollektiven Bewusstsein drastisch verändern. Jetzt liegt das Schicksal dieser Bäume — und unsere Fähigkeit, sie zu verteidigen — in den Mundteilen einer winzigen grauen Motte.