顕花植物は約1億年前の化石記録にしか現れず、植物界の90%を占めている。 一方、既知の動物種の約75％が昆虫である。 種の起源では、チャールズ*ダーウィンは、この見事な多様性のための説明を出しました：受粉。 植物とその昆虫の花粉媒介者は、彼らがフォームの見事な配列に咲くまで、彼は”共進化”を造語プロセスで互いに一緒に進化しなければならない、と彼は推
しかし、植物とその花粉媒介者の広大な世界では、ダーウィンが植物学者のJoseph Dalton Hookerへの手紙の中で「これまでに出版された受精の最も素晴らしいケース」と これはジョシュアの木とユッカの蛾の好奇心のケースでした。
まず、モハーベ砂漠の最も象徴的な植物であるジョシュアの木から始めましょう。 砂漠の空に向かってねじれ辛味、ワックス状の花がトッピングそのとげの葉とクラブ房で、この砂漠に適応した低木は、別世界のための評判を持ってい 砂漠を通過するすべての人は、雄大なジョシュアの木を覚えています;その名の通りは、超越を求めてアーティスト、映画制作者や多くの滞在者に影響を与
しかし、その進化のパートナーであるユッカ蛾について詩的にワックスをかける旅行者はほとんどいません。 小さな、ダンバグは、最初は控えめですが、綿密な検査時に、それは象徴的なジョシュアツリーのために均等に地球外の試合です。 通常のマウスピースの代わりに、それは奇妙な、触手のような葉を遊ばせ、そのようなものは昆虫の中でユニークであり、砂漠の生態系に不可欠な目的を果た
受粉者を引き付けるために蜜がなければ、ジョシュアの木は受粉のためにこの控えめな蛾にのみ依存しています。 ユッカの蛾は、ジョシュアの木の花から花粉を収集し、蛾が花の間を移動するように、各花の女性の部分にそれを堆積させるために彼らの器用な顎の付属物を使用しています。 次に、蛾は花の種の上にその薄い、刃のようなovipositorで彼女の卵を産みます。
孵化すると、ユッカの蛾の幼虫は種子を食べる—唯一の食料源—地面に這い上がって繭を形成する。 そしてサイクルが再び始まります。
ウィラメット大学の生物学者で花粉媒介者の関係を研究しているクリストファー-スミスによると、ユッカの蛾とジョシュアの木との関係は、自然界の他のものとは異なっている。 彼は知っておくべきです：スミスは長い間、砂漠の昆虫と植物の多様な関係を研究してきました。 彼の以前の研究は、サボテンのlonghornカブトムシと、それらがソノラ砂漠全体で相互作用するとげのある植物種に焦点を当てました。 しかし、彼は言う、ジョシュアの木とユッカの蛾と比較するものは何もありません。
ほとんどの花粉媒介者は、誤って彼らが受粉する植物を支援します。 彼らは一日の饗宴を続けるように植物から植物にそれを広げ、花の蜜を供給している間、蜂や鳥は花粉に対してブラッシュアップします。 ユッカ蛾ではない: 彼らの毛虫はジョシュアの木とそのおいしい種子の継続的な存在に依存しているので、ユッカ蛾の受粉は生存の積極的な行為です。 さらに、このパートナーシップは何百万年もの間続いています。
ジョシュアの木は、芸術的なインスピレーションを提供する以上のものを行います。 これらの恐ろしいほど美しい低木は、資源が悪名高い希少であるMojave scrublandsの動物のための食糧と避難所を提供します。 春の間、その花は昆虫、カラス、および地上のリスのために利用可能な湿った食べ物の唯一の源の一つです。
しかし、今日、ジョシュアツリーの自然の生息地が新たな脅威に直面しているため、彼らの長年のパートナーシップは崩壊の危険にさらされている可能性があります。
仕事のための右の蛾
死の谷とアマルゴサ砂漠の低い内陸盆地によって分割されたジョシュアの木の二つの異なる種類があります: ふさふさした、短い葉の東のジョシュアの木（ユッカbrevifolia jaegeriana）と樹木、長い葉の西のジョシュアの木（Y.b.brevifolia）。 両者は非常に異なっており、科学者たちはユッカ-ブレビフォリアを二つの種に分割することさえ提唱している。 しかし、どのような進化の理由は、この発散のために責任がありますか？
それは、スミス氏は言う、”数百万ドルの質問です。”
蛾は答えを保持することができます。 生態学者は長いユッカ蛾（Tegeticula synthetica）の一つの種は、ジョシュアの木の両方の種類を受粉することを信じていました。 しかし、2003年に、科学者のチームは、遺伝的に異なるユッカ蛾（T.antithetica）が排他的に東部の木を受粉することを発見しました。 ジョシュアの木自体のように、この蛾はその西洋の対応物よりも短かった。 さらに不気味なことに、二つの木のタイプの間の柱頭と胚珠の間の距離の違いは、二つの蛾の間の体の大きさ、頭から腹部の違いと同じであった。
“私は、”それは偶然ではない”と思った”とスミスは言う。
共進化がこの疑わしい種分化をもたらしたかどうかを判断するために、スミスは2013年と2014年に市民科学者のチームを率いて、2種のジョシュアの木とそれに対応する蛾が調和して住んでいる1つの場所、ティカブーバレーで形態学的データを収集した。
スミスと彼のチームは、ユッカの蛾が対応するジョシュアの木に卵をより効率的に堆積させ、ジョシュアの木が好みの蛾によって受粉されたときに卵のためのより多くのスペースを提供することを観察した。 スミスの予備的な結果はまた、彼らの体の大きさは、スタイルとして知られている花の柱頭と卵巣の間の茎の大きさと一致したときに蛾がより成功裏に再現することを示しています。
蛾はスタイルが長すぎる花を受粉しますが、幼虫に孵化する卵を産むことはほとんどありません。 スタイルが短すぎると、蛾はovipositorで花を傷つける可能性があります。
スミスは、これらの対応が必ずしも共進化を証明するものではないと指摘している。 ジョシュアの木は自然環境の中で何かに反応して進化する可能性があり、蛾は環境ストレスに反応して一つの種が変化する（そして他の種は共鳴する最初の種に反応して進化する）が、両方の種が互いに反応して相互に変化する共進化ではない。
ランダム性の可能性を排除するために、スミスは現在、スミスと他の6人の科学者によって昨年3月に開始され、クラウドソーシングとLiving Desertからの支援を組み合わせて資金提供されたjoshua Tree Genome Projectと呼ばれる共同作業を通じて、Joshua treeのゲノムをマッピングする予定です。 スミスの研究とは別に、このプロジェクトの主な目標の1つは、今後の気候危機を計画するために、ジョシュアツリーの気候への適応に関与する遺伝子
彼が2本のジョシュアの木のゲノムを手に入れたら、スミスはそれらをよく研究された植物のゲノムと比較して、どの遺伝子が花の形態、枝の長さ そこから、彼はジョシュアの木の二つの種のゲノムを比較し、それらの対立遺伝子間の平均変動を決定することができます—sthatは、進化による変動です。 このベースラインと比較したときに劇的な変化を示す遺伝子は、自然選択のためにマークされています。
その戦略の重要な部分は、ユッカ蛾との関係にあるかもしれない。 研究はすでにユッカ蛾のゲノムにおける産卵子の長さと体の大きさの違いがより顕著であることを示しており、自然選択が不一致を駆動していることを示唆している。 スミスはジョシュアの木の花の形態のための同じを見つけることを望んでいる。
レース時計
しかし、時間が不足している可能性があります。 ジョシュアの木は気候変動によって批判的に脅かされています: 温暖化気候が土壌から貴重な水を蒸発させ、雨の頻度が減少するにつれて、ジョシュアツリーの苗は、完全に成長したものよりも干ばつの長期の季節に
“ジョシュアツリー国立公園のような成熟した木がたくさん見られる場所を見ると、健康に見えると思うことが多い”と、カリフォルニア大学リバーサイド校の保全生物学センターの生態学者であるキャメロン-バローズ氏は述べている。 “しかし、あなたが少年を見ていないなら、それは種がそれ自身を置き換えていないことを意味します。”
ジョシュアの木の苗が生き残って成熟するにつれて、人口は減少し、砂漠の多様性も減少します。 ジョシュアの木はモハーベのキーストーン種であるため、さまざまな昆虫、トカゲ、鳥の数は、その枝の中、上、下の生息地の重要な情報源を失うことになります。
バローズの気候モデルによると、モハーベ砂漠は世紀末までにジョシュアの木の90％を失う可能性があります。 最悪のシナリオでさえ、ジョシュアの木が伝播して繁栄することができる”refugia”と呼ばれるスポットバローズがあります–彼らは侵略的な雑草や山火事の
多くの生物と同様に、ジョシュアの木は、種子をさらに北に落とすことによって生息地の温暖化に対応して移動しています。 今、実生植物は親植物の100メートル以内に成長しています;生き残るのに十分な涼しい地域に到達するためには、数千マイルを移動する必要があります。 ジョシュアの木の種子は、こんなに早く広がる能力を実証するためには至っていません。
おそらくもっと本質的には、どちらもユッカ蛾を持っていません。 「ユッカの蛾が何千マイルも北に移動することにどのように反応するかはわかりません」とスミスは認めています。 ユッカの蛾の短い寿命とジョシュアの木との短い相互作用のために、彼らがそのような環境の変化にどのように反応するかを研究することは困難 彼らの唯一の花粉媒介者がなければ、ジョシュアの木は彼らの種が旅をすることができるかどうかにかかわらず滅びるでしょう。
気候変動に対応するための戦略を策定する際には、これらの共生関係を理解することがさらに不可欠になります。 一部の科学者は、気候変動の脅威にさらされている物理的に動く種を示唆していますが、これはまだ完全には理解されていないシステムを混乱させ
「多くの場合、保全生物学者は集団共同体を静的なものと考えています」とSmith氏は言います。 “保全戦略を立てる上で、私たちは今日のようなシステムが何であるかだけでなく、世界の変化に応じてシステムが将来どのように変化するかを考”
一つ確かなことがあります：ジョシュアの木の損失は、集団意識の中でモハーベ砂漠のイメージを劇的に変えるでしょう。 今、これらの木の運命—そしてそれらを守る私たちの能力—は、小さな灰色の蛾の口器にかかっています。