kukkivat kasvit esiintyvät fossiiliaineistossa vasta noin 100 miljoonaa vuotta sitten, ja silti ne käsittävät 90 prosenttia kasvikunnasta. Samaan aikaan noin 75 prosenttia tunnetuista eläinlajeista on hyönteisiä. Lajien synnyssä Charles Darwin esitti selityksen tälle hämmästyttävälle monimuotoisuudelle: pölytys. Hän arveli, että kasvien ja niiden pölyttäjähyönteisten täytyy kehittyä yhdessä toistensa kanssa prosessissa, jonka hän keksi ”rinnakkaisevoluution”, kunnes ne kukkivat häikäiseviksi muodoiksi.
mutta kasvien ja niiden pölyttäjien valtavassa maailmassa oli yksi esimerkki, jota Darwin piti kasvitieteilijä Joseph Dalton Hookerille kirjoittamassaan kirjeessä ”suurenmoisimpana koskaan julkaistuna hedelmöitystapauksena”. Tämä oli Joshua-Puun ja yucca-yöperhosen erikoinen tapaus.
aloitamme Joshua-puusta, Mojaven autiomaan ikonisimmasta kasvista. Piikkisine versoineen ja nuijamaisine tufteineen, joita reunustavat aavikon taivasta kohti kiemurtelevat pistävät, vahamaiset kukat, tämä autiomaahan sopeutunut pensas on tunnettu tuonpuoleisuudesta. Jokainen autiomaan läpi kulkeva muistaa majesteettisen Joshua Treen; sen kaima on inspiroinut taiteilijoita, elokuvantekijöitä ja monia muukalaisia etsimään transsendenssia.
harva Matkaaja sen sijaan vahaa runollisesti evolutionaarisesta kumppanistaan, Jukurien yöperhosesta. Pieni, dun bug on aluksi vaatimaton, mutta lähemmin tarkasteltuna, se on yhtä maan ulkopuolinen ottelu ikonin Joshua tree. Sen sijaan, että se olisi tavallinen suukappale, se urheilee eriskummallisia, lonkeromaisia frondeja, joiden kaltaiset hedelmät ovat ainutlaatuisia hyönteisten keskuudessa-ja palvelevat oleellista tarkoitusta aavikon ekosysteemissä.
jos mesi ei houkuttele pölyttäjiä, Joosuanpuut käyttävät pölytyksessään yksinomaan tätä vaatimatonta yöperhosta. Yucca-yöperhoset keräävät Joshua-puun kukista siitepölyä näppärillä leukalaajennuksillaan ja tallettavat sitä kunkin kukan naaraspuolisiin osiin, kun Yöperhonen liikkuu kukintojen välillä. Koiperhonen puolestaan munii ohuen, terämäisen ovipositorinsa avulla kukkien siemeniin.
kuoriuduttuaan yucca Mothin toukat syövät siemenet—ainoan ravinnonlähteensä—ennen kuin ryömivät maahan muodostamaan koteloita. Ja kierre alkaa taas.
pölyttäjäsuhteita tutkivan Willametten yliopiston biologin Christopher Smithin mukaan yucca-yöperhosten ja Joshua-puiden välinen suhde on erilainen kuin mikään muu luonnossa. Hänen pitäisi tietää: Smith on jo pitkään tutkinut hyönteisten ja kasvien monimuotoisia suhteita aavikolla. Hänen aiempi tutkimuksensa keskittyi kaktusten pitkäkuoriaisiin ja piikkisiin kasvilajeihin, joiden kanssa ne ovat vuorovaikutuksessa kaikkialla Sonoran autiomaassa. Mutta mikään ei hänen mukaansa vedä vertoja Joshua-puulle ja Jukurien yöperhoselle.
useimmat pölyttäjät avustavat vahingossa pölyttämiään kasveja. Mehiläiset ja linnut harjaantuvat siitepölyä vastaan syödessään kukan mettä ja levittäessään sitä kasvilta toiselle jatkaessaan päivän juhlaa. Ei yucca moths: koska niiden toukat ovat riippuvaisia Joosuanpuiden jatkuvasta olemassaolosta ja niiden maukkaista siemenistä, yöperhosen pölytys on aktiivinen selviytymistoimenpide. Lisäksi tämä kumppanuus on jatkunut miljoonia vuosia.
Joshua-puut tekevät muutakin kuin antavat taiteellista inspiraatiota: ne luovat välttämätöntä ympäristötukea tinkimättömälle aavikon ekosysteemille. Nämä hirvittävän kauniit pensaikot tarjoavat ravintoa ja suojaa eläimille Mojaven pensaikkomailla, missä luonnonvarat ovat tunnetusti niukat. Keväällä sen kukat ovat ainoita märkäravinnon lähteitä hyönteisille, korpeille ja maaoraville.
silti heidän pitkäikäinen kumppanuutensa saattaa olla nykyään vaarassa hajota, sillä Joshua-puun luonnollinen elinympäristö kohtaa uusia uhkia.
oikea Yöperhonen työhön
Joosuanpuita on kahta eri lajia, jotka jakavat Death Valleyn alavat sisämaan altaat ja Amargosan autiomaa: tuuheat, lyhytlehtiset itäiset Joosuanpuut (Yucca brevifolia jaegeriana) ja arboreaaliset, pitkälehtiset läntiset Joosuanpuut (Y. b. brevifolia). Nämä kaksi ovat niin erilaisia, että tutkijat ovat jopa kannattaneet Yucca brevifolian jakamista kahteen lajiin. Mutta mikä evolutionaarinen syy on vastuussa tästä erilaisuudesta?
se on Smithin mukaan ” monen miljoonan dollarin kysymys.”
yöperhoset voivat pitää vastauksen. Ekologit uskoivat pitkään, että yksi yöperhoslaji (Tegeticula synthetica) pölyttää molempia Joosuanpuulajeja. Mutta vuonna 2003 tutkijaryhmä havaitsi, että geneettisesti erilainen Yöperhonen (T. antistetica) pölyttää itäisiä puita yksinomaan. Kuten Joosuanpuut itse, tämäkin Yöperhonen oli lyhyempi kuin läntinen vastineensa. Vielä aavemaisempaa oli, että stigman ja munasolun välimatka kahden puulajin välillä oli sama kuin kahden yöperhosen ruumiinkokoero päästä vatsaan.
”ajattelin, ettei se voi olla sattumaa”, Smith kertoo.
selvittääkseen, aiheuttiko rinnakkaisevoluutio tämän epäilyttävän lajiutumisen, Smith johti vuosina 2013 ja 2014 kansalaistutkijoiden ryhmää keräämään morfologisia tietoja yhdestä paikasta, jossa Joshua Treesin kaksi lajia ja niitä vastaavat yöperhoset elävät harmoniassa: Tikaboo Valley.
Smith ryhmineen havaitsi, että yucca-yöperhoset tallettavat munansa tehokkaammin vastaaviin Joshua-puihinsa, ja Joshua-puut puolestaan tarjoavat enemmän tilaa munille, kun esiperhonen pölyttää ne. Smithin alustavat tulokset osoittavat myös, että yöperhoset lisääntyvät paremmin, kun niiden ruumiinkoko vastaa kukan Leimun ja sikiäimen välisen varren kokoa, joka tunnetaan nimellä tyyli.
vaikka yöperhoset pölyttävät kukkia, joiden tyylit ovat liian pitkiä, ne eivät juuri koskaan onnistu munimaan toukiksi kuoriutuvia munia. Kun tyylit ovat liian lyhyitä, yöperhoset voivat vaurioittaa kukkia ovipositorillaan.
Smith huomauttaa, että nämä vastaavuudet eivät välttämättä todista rinnakkaiskehitystä. Joshua-puut voivat kehittyä reaktiona johonkin niiden luonnollisessa ympäristössä, ja koit voivat reagoida, mikä osoittaa evoluution, kun yksi laji muuttuu vastauksena ympäristön rasituksiin (ja sitten toinen kehittyy vastauksena ensimmäisen lajin resonointiin)—mutta ei rinnakkaisevoluutio, jossa molemmat lajit muuttuvat vastavuoroisesti vastauksena toisiinsa.
satunnaisuuspotentiaalin poistamiseksi Smith aikoo nyt kartoittaa Joshua Tree Genome Project-nimisen yhteistyön avulla, jonka Smith ja kuusi muuta tiedemiestä aloittivat viime maaliskuussa ja jota rahoitetaan joukkoistamisen ja elävän aavikon tuen yhdistelmällä. Smithin tutkimuksen lisäksi yksi projektin päätavoitteista on tunnistaa geenit, jotka ovat mukana Joshua-puun sopeutumisessa ilmastoon, jotta tulevaa ilmastokriisiä voidaan suunnitella.
saatuaan kahden Joshua-puun genomit Smith vertaa niitä hyvin tutkittujen kasvien genomeihin selvittääkseen, mitkä geenit vastaavat kukan morfologiaa, oksan pituutta ja muita ominaisuuksia. Sieltä hän voi vertailla kahden Joshua-puulajin genomeja ja määrittää niiden alleelien keskimääräisen vaihtelun—sthat on, evoluutiosta johtuva vaihtelu. Geenit, joissa on dramaattista vaihtelua tähän lähtötilanteeseen verrattuna, merkitään luonnonvalinnalle.
keskeinen osa tätä strategiaa saattaa olla sen suhde yucca-yöperhosiin. Tutkimukset osoittavat jo, että erot ovipositorin pituudessa ja ruumiinkoossa yucca-yöperhosten genomeissa ovat selvempiä, mikä viittaa siihen, että luonnonvalinta on ajanut ristiriidan. Smith toivoo löytävänsä saman Joshua tree Flowersin morfologiasta.
Kilvanajokello
, mutta aika saattaa olla loppumassa. Ilmastonmuutos uhkaa Joshua-puita: kun lämpenevä ilmasto haihduttaa arvokasta vettä maaperästä ja sateiden määrä vähenee, Joshua-puun taimet eivät todennäköisesti selviä pitkistä kuivuuskausista kuin täysikasvuiset lajitoverinsa.
”monet kerrat, kun ihmiset katsovat Joshua Treen kansallispuiston kaltaista paikkaa, jossa näkee paljon kypsiä puita, he ajattelevat sen näyttävän terveeltä”, sanoo Cameron Barrows, ekologi Kalifornian yliopiston Luonnonsuojelubiologian keskuksesta Riversidesta. ”Mutta jos et näe poikasia, se tarkoittaa, että laji ei korvaa itseään.”
kun harvemmat Joosuanpuun taimet selviävät ja kypsyvät, populaatio hupenee, samoin aavikon monimuotoisuus. Koska Joosuanpuu on Mojaven heimoon kuuluva varpuslintulaji, useat eri hyönteiset, liskot ja linnut menettävät tärkeitä elinympäristön lähteitä oksissaan, niiden päällä ja niiden alla.
Barrowsin ilmastomallien mukaan Mojaven autiomaa saattoi menettää jopa 90 prosenttia Joosuanpuista ennen vuosisadan loppua. Jopa pahimmissa skenaarioissa on ”refugiaksi” kutsuttuja paikkoja, joissa Joosuanpuut voisivat lisääntyä ja kukoistaa – jos ne pysyvät erossa vieraslajeista ja maastopaloista – mutta levinneisyysalue kutistuu huomattavasti.
monien eliöiden tavoin Joosuanpuut vaeltavat vastauksena elinympäristönsä lämpenemiseen pudottamalla siemeniään pohjoisemmaksi. Juuri nyt taimet kasvavat 100 metrin säteellä emokasveistaan; päästäkseen alueille, jotka ovat tarpeeksi viileitä selviytyäkseen, niiden on ehkä liikuttava tuhansia kilometrejä. Joshua – puun siemenet eivät ole vielä osoittaneet kykyä levitä niin nopeasti.
ehkä olennaisemmin, kummallakaan ei ole yucca-yöperhosia. ”Meillä ei ole aavistustakaan, miten jukurikohokki reagoisi tuhansien kilometrien pohjoiseen siirtymiseen”, Smith myöntää. Koska yöperhosen elinikä on lyhyt ja vuorovaikutus Joshua-puiden kanssa lyhyt, on vaikea tutkia, miten ne reagoivat tällaisiin muutoksiin ympäristössään. Ilman ainoita pölyttäjiään Joosuanpuut tuhoutuvat riippumatta siitä, pääsevätkö niiden siemenet matkalle.
näiden symbioottisten suhteiden ymmärtäminen on entistä tärkeämpää, kun kehitetään strategioita ilmastonmuutokseen vastaamiseksi. Jotkut tutkijat ovat ehdottaneet fyysisesti liikkuvia lajeja, joita ilmastonmuutos uhkaa, mutta tämä voisi häiritä järjestelmiä, joita ei vielä täysin ymmärretä.
”usein suojelubiologit pitävät massayhteisöjä staattisina”, Smith sanoo. ”Suojelustrategioita tehtäessä on pohdittava paitsi sitä, millainen järjestelmä on tänä päivänä, myös sitä, miten järjestelmä muuttuu tulevaisuudessa vastauksena maailman muuttumiseen.”
yksi asia on varma: Joshua-puun menetys muuttaisi rajusti kuvaa Mojaven autiomaasta kollektiivisessa tietoisuudessa. Nyt näiden puiden kohtalo—ja kykymme puolustaa niitä-lepää pienen harmaan yöperhosen suupielissä.