plantas com flor apenas aparecem no registro fóssil cerca de 100 milhões de anos atrás, e ainda assim eles compõem 90 por cento do reino vegetal. Entretanto, cerca de 75% das espécies animais conhecidas são insectos. Na origem das espécies, Charles Darwin apresentou uma explicação para esta diversidade deslumbrante: a polinização. As plantas e seus inseto polinizadores, ele supôs, devem evoluir em conjunto um com o outro em um processo que ele cunhou “co-evolução” até que elas florescem em um deslumbrante conjunto de formas.
mas no vasto mundo das plantas e dos seus polinizadores, havia um exemplo que Darwin considerava o “mais maravilhoso caso de fertilização já publicado” numa carta ao botânico Joseph Dalton Hooker. Este foi o caso curioso da árvore de Joshua e da traça yucca. Vamos começar com a árvore de Joshua, a planta mais icônica do Deserto de Mojave. Com as suas frondes espinhosas e tufos entupidos cobertos por pungentes flores cerosas a torcer para o céu do deserto, este arbusto adaptado ao deserto tem uma reputação de ser de outro mundo. Todos os que passam pelo deserto se lembram da majestosa Árvore de Joshua; seu homônimo inspirou artistas, cineastas e muitos peregrinos em busca de transcendência.
poucos viajantes, no entanto, são poéticos sobre o seu parceiro evolucionário, a traça yucca. O pequeno inseto de dun é inicialmente desprovida de interesse, mas após uma inspeção mais aprofundada, é um jogo igualmente extraterrestre para a icônica Árvore de Josué. Em vez de um porta-voz regular, ele esporte bizarro, tentáculos—como frondes, os gostos de que são únicos entre os insetos-e servem um propósito essencial no ecossistema do deserto. Sem néctar para atrair polinizadores, as árvores de Josué dependem unicamente desta mariposa para polinização. As mariposas-Yucca usam seus apêndices de mandíbula hábil para coletar pólen das Flores Da Árvore de Joshua e depositá-lo nas partes femininas de cada flor à medida que a mariposa se move entre as flores. Por sua vez, a traça coloca seus ovos com seu fino ovipositor de lâmina nas sementes das flores. Quando eclodem, as lagartas—borboleta—yucca comem as sementes-a sua única fonte de alimento-antes de rastejarem para o chão para formar casulos. E o ciclo recomeça.De acordo com Christopher Smith, um biólogo da Universidade de Willamette que estuda relações de polinizadores, a relação entre as mariposas yucca e as árvores de Joshua é diferente de qualquer outra coisa no mundo natural. Ele deve saber: Smith estudou há muito as diversas relações entre insetos e plantas no deserto. Sua pesquisa anterior focou-se em besouros de cacto longhorn e as espécies de plantas espinhosas com as quais interagem por todo o deserto de Sonora. Mas nada, diz ele, se compara à Árvore de Joshua e à traça yucca.A maioria dos polinizadores ajuda acidentalmente as plantas que polinizam. As abelhas e os pássaros irão escovar-se contra o pólen enquanto se alimentam do néctar de uma flor, espalhando-o de planta em planta enquanto continuam um dia de festa. Não são mariposas yucca: como suas lagartas dependem da existência continuada de árvores de Joshua e suas sementes saborosas, a polinização da traça yucca é um ato ativo de sobrevivência. Além disso, esta parceria existe há milhões de anos.
Joshua trees do more than provide artistic inspiration: they create essential environmental support for the uncompromising desert ecosystem. Estes arbustos incrivelmente bonitos fornecem alimento e abrigo para animais nos matagais Mojave, onde os recursos são notoriamente escassos. Durante a primavera, suas flores são uma das únicas fontes de alimento úmido disponíveis para insetos, corvos e esquilos.No entanto, hoje em dia, a sua longa parceria pode estar em risco de desmoronar-se, uma vez que o habitat natural Da Árvore de Josué enfrenta novas ameaças.
a traça direita para o trabalho
existem dois tipos distintos de árvores de Josué, divididos pelas bacias interiores baixas do Vale da Morte e do Deserto de Amargosa: árvores arbóreas de Joshua do leste (Yucca brevifolia jaegeriana) e árvores arbóreas de Joshua do Oeste (Y. B. brevifolia). Os dois são tão diferentes, que os cientistas até defenderam a divisão de Yucca brevifolias em duas espécies. Mas que razão evolutiva é responsável por esta divergência? Isso, diz Smith, é a “pergunta de milhões de dólares”.”
traça pode conter a resposta. Ecologistas acreditavam há muito tempo que uma espécie de traça yucca (Tegeticula synthetica) poliniza ambos os tipos de árvores de Joshua. Mas em 2003, uma equipe de cientistas descobriu que uma traça yucca (T. antitetica) geneticamente distinta poliniza as árvores Orientais exclusivamente. Como as árvores de Josué em si, esta traça era mais curta do que a sua homóloga Ocidental. Ainda mais estranha, a diferença na distância entre o estigma e o ovulo entre os dois tipos de árvore era a mesma que a diferença no tamanho do corpo, cabeça para abdômen, entre as duas mariposas. “Eu pensei, ‘Isso não pode ser coincidência'”, diz Smith.
para determinar se a co-evolução trouxe esta especiação suspeita, Smith liderou uma equipe de cientistas cidadãos em 2013 e 2014 para coletar dados morfológicos no único local onde as duas espécies de árvores de Joshua e suas mariposas correspondentes vivem em harmonia: Vale Tikaboo. Smith e sua equipe observaram que as mariposas yucca depositam seus ovos de forma mais eficiente em suas árvores de Josué correspondentes, e as árvores de Josué, por sua vez, fornecem mais espaço para os ovos quando polinizadas pelas mariposas. Os resultados preliminares de Smith também mostram que as mariposas se reproduzem com mais sucesso quando seu tamanho corporal corresponde ao tamanho do caule entre o estigma da flor e o ovário, conhecido como o estilo. Apesar das mariposas polinizarem Flores cujos estilos são muito longos, elas quase nunca põem ovos que eclodem em lagartas. Quando os estilos são muito curtos, as traças podem danificar as flores com seu ovipositor.Smith aponta que estas correspondências não provam necessariamente a co-evolução. O Josué árvores pode estar evoluindo em reação a algo em seus ambientes naturais, e as mariposas poderia ser de responder, o que demonstra a evolução, como uma espécie alterações em resposta a estresses ambientais (e, em seguida, os outros evolui em resposta à primeira espécie de resonding)—mas não de co-evolução, onde ambas as espécies de alteração recíproca, em resposta a um outro.Para remover o potencial de aleatoriedade, Smith agora planeja mapear o genoma das árvores de Joshua através de uma colaboração chamada Projeto do genoma da árvore de Joshua, lançado em março passado por Smith e seis outros cientistas e financiado através de uma combinação de crowdsourcing e apoio do Deserto vivo. Além da pesquisa de Smith, um dos principais objetivos do projeto é identificar genes que estão envolvidos na adaptação de Joshua tree ao clima, a fim de planejar a próxima crise climática.
uma vez que ele tenha os genomas das duas árvores de Josué, Smith irá compará-los com os genomas de plantas bem estudadas para determinar quais genes correspondem à morfologia da flor, comprimento do ramo e outras características. A partir daí, ele pode comparar os genomas das duas espécies de árvores de Josué e determinar a variação média entre seus alelos—sthat é, a variação devido à evolução. Genes que mostram variação dramática quando comparados a esta linha de base são marcados para a seleção natural.
uma parte fundamental dessa estratégia pode estar na sua relação com as jubas. A pesquisa já demonstra que as diferenças no comprimento do ovipositor e no tamanho do corpo nos genomas das yuccaças são mais pronunciadas, sugerindo que a seleção natural tem impulsionado a discrepância. Smith espera encontrar o mesmo para a morfologia das flores de Joshua tree. Smith and his team collect yucca moths to study their morphology. (Christopher Smith))
Racing the clock
But time may be running out. Joshua trees está criticamente ameaçado pelas alterações climáticas: à medida que o clima de aquecimento evapora água preciosa do solo e a frequência das chuvas diminui, as mudas de árvores de Joshua são menos propensas a sobreviver a longos períodos de seca do que suas contrapartes totalmente crescidas.
“Um monte de vezes quando as pessoas olham para um lugar como o Joshua Tree National Park, onde você vê um monte de árvores maduras, que acho que é saudável”, diz Cameron Barrows, um ecologista do Centro de Biologia da Conservação da Universidade da Califórnia em Riverside. “Mas se você não está vendo os juvenis, isso significa que a espécie não está se substituindo.”
à medida que menos mudas de Joshua tree sobrevivem e amadurecem, a população diminui, assim como a diversidade do deserto. Como a árvore de Josué é uma espécie chave no Mojave, um número de diferentes insetos, lagartos e aves perderão importantes fontes de habitat em, Sobre e sob seus ramos.De acordo com os modelos climáticos de Barrows, o deserto de Mojave poderia perder até 90% das árvores de Josué antes do final do século. Mesmo nos piores cenários, existem pontos que Barrows chama de “refúgio”, onde árvores de Josué poderiam propagar – se e prosperar – se se mantiverem longe de ervas daninhas invasoras e incêndios-mas o alcance está encolhendo consideravelmente.Como muitos organismos, as árvores de Josué estão migrando em resposta ao aquecimento de seus habitats, largando suas sementes mais ao norte. Neste momento, as mudas estão crescendo a 100 metros de suas plantas progenitoras; a fim de alcançar áreas que são Frias o suficiente para sobreviver, elas podem precisar se mover milhares de milhas. As sementes de Joshua tree ainda não demonstraram a habilidade de se espalhar tão rapidamente.
talvez mais essencialmente, nem yucca moths. “Não fazemos ideia de como a traça yucca pode reagir ao movimento de milhares de milhas para norte”, admite Smith. Devido ao breve tempo de vida da traça yucca e à curta interação com as árvores de Joshua, é difícil estudar como eles irão responder a tais mudanças em seus ambientes. Sem os seus únicos polinizadores, Joshua trees perecerá independentemente de as suas sementes poderem fazer a viagem.A compreensão destas relações simbióticas torna-se ainda mais essencial no desenvolvimento de estratégias de resposta às alterações climáticas. Alguns cientistas sugeriram espécies em movimento físico ameaçadas pelas alterações climáticas, mas isso poderia perturbar sistemas que ainda não são totalmente compreendidos.
“muitas vezes, os biólogos da conservação pensam em comunidades de massa como estáticas”, diz Smith. “Ao fazer estratégias de conservação, precisamos estar pensando não apenas sobre o que é o sistema como hoje, mas como o sistema vai mudar no futuro em resposta à mudança do mundo.”
uma coisa é certa: a perda da árvore de Joshua alteraria drasticamente a imagem do Deserto de Mojave na consciência coletiva. Agora, o destino destas árvores—e a nossa capacidade de as Defender-está nas partes bucais de uma pequena traça cinzenta.