Einige Bäume und Insekten sind für einander gemacht.


Behind the Scenes Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

Koevolution – gegenseitige Anpassung von zwei oder mehr Arten zueinander – ein Großteil der natürlichen Welt formt und produziert einige der bemerkenswertesten biologische Phänomene, die außergewöhnliche Geschwindigkeit der Geparden und Gazellen, um die Virulenz der HIV und Schweinegrippe-Viren.

Die Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Insekten ist ein weiteres Paradebeispiel. Diese reichen von der Bestäubung Beziehungen, wo beide Arten, Insektenkalamitäten profitieren, die ganze Wälder zu töten. Pflanzen und Insekten sind auch erstaunlich vielfältig, mit mehr als 300.000 beschriebenen Arten von Insekten und mindestens 200.000 Arten von Blütenpflanzen. Viele Wissenschaftler, beginnend mit Charles Darwin, haben vorgeschlagen, dass die Koevolution ist verantwortlich für die enorme Vielfalt dieser beiden Gruppen von Organismen. Aber warum gegenseitige Anpassung für die Artenvielfalt führen würde, ist nicht klar. Neue Forschung ist Licht auf diese uralte Frage vergießen.

"Die meisten abstoßend Baum"

Joshua Bäume sind wahrscheinlich einige der seltsamsten Pflanzen der Welt. Verwandten der Agaven, sie sehen aus wie eine Aloe auf Steroiden, mit kurzen, stacheligen Blättern und langen spindeldürren Zweige, die verdrehten Kandelaber bilden.

Ihre bizarre Erscheinung weckt die Phantasie eines jeden, die sie sieht. Frühe amerikanische Forscher Fremont beschrieb sie als "Die meisten abstoßend Baum in das Pflanzenreich." Mormonische Siedler sah die Gestalt des Propheten Joshua in ihre Silhouette. Jüngeren Besucher zum Joshua Tree National Park nannten Joshua Bäume, "Dr. Seuss Tree."

"Die bemerkenswertesten Befruchtung-System"

Das merkwürdigste über Joshua Bäume kann der Weg sein, dass sie bestäubt werden. Diese Wüste Pflanzen produzieren keinen Nektar. Also, um der Joshua Tree zu reproduzieren setzt auf kleine, unscheinbare graue Motten. Die Motten haben Tentakel-artigen Fortsätzen, die aus ihren Kiefern die sie verwenden wachsen, um Pollen von Joshua Baum Blumen zu sammeln. Die Motten kriechen dann von Blume zu Blume, absichtlich verbreiten Pollen auf den weiblichen Teil der einzelnen Blume.

Warum sollte eine einfache Motte, so viel Mühe zu helfen, einen Baum gehen? Die Antwort ist, dass die Falter der Joshua Tree für ihre eigenen Reproduktion. Bevor sie jede Blüte bestäubt, legt die Motte Eizellen auf die unreifen Samen der Joshua Tree, die Blume mit einem dünnen, Klinge-wie Organ genannt ein "Legebohrer" einschneiden. Eizellen werden schließlich in Raupen schlüpfen, die einige der Samen essen bevor kriechen auf dem Boden in einem Kokon bilden. Also für ihre Babys zu essen, muss die Motte sicherzustellen, dass Joshua Baumsamen sein und es muss die Motte um Samen werden die Blume bestäuben.

Unnötig zu sagen, ist die Beziehung zwischen der Joshua Tree und ihre Bestäuber faszinierend. In der Tat, als Charles Darwin es "das bemerkenswerteste Befruchtung System jemals beschrieben."

Sieben Jahre in der Wüste

Im Jahr 2003 viel von was wir dachten, wir wussten über Joshua Bäume und deren Bestäubung geändert. Im selben Jahr entdeckte Biologe Olle Pellmyr von der University of Idaho, dass Joshua Bäume tatsächlich durch zwei ähnlich aussehende, aber genetisch unterschiedliche Arten von Motten bestäubt wurden.

Olle und seine Studenten haben verbrachte die letzten sieben Federn in der Mojave-Wüste Leben zu verstehen, wie dieser Unterschied betrifft die Beziehung zwischen der Joshua Tree und ihre Bestäuber suchte. Die Ergebnisse zeigen, dass Koevolution zwischen Pflanzen und Insekten können in der Tat der Grund sind beide Gruppen so verblüffend vielfältig sein.

Eine der ersten Entdeckungen, die wir gemacht wurde, dass die beiden Schmetterlingsarten in verschiedenen Teilen der Wüste auftreten. Die etwas größeren der beiden Arten gibt es in Kalifornien und Nevada zentrale. Die zweiten, kleineren Arten werden durch südlichen Nevada und Arizona verteilt.

Zweitens scheint es, dass die Bäume von einzelnen Mottenarten bestäubt nicht identisch sind. Als schauten wir uns die Blüten der verschiedenen Bäume fanden wir die Verkleidung, die die unreifen Samen schützt war viel dicker auf Pflanzen, die durch die größeren Motten bestäubt wurden.

Schließlich bemerkten wir, dass die "Renderbild" von den zwei Mottenarten – das Organ, das sie verwenden, um die Samen Eiablage — abgestimmt die Dicke der Mauer umgibt die Samen. Jeder Schmetterling hat einen Legebohrer, das ist genau die richtige Länge, die Samen der Blume, die es bestäubt, die zu erreichen, fast so, als wären die Motten und der Baum für einander gemacht.

"Dieser Blick auf das Leben"

Die Folgerung aus diesen Erkenntnissen waren verlockend. Das Match zwischen den Joshua-Tree-Blumen und die Motten Renderbild schlug zunächst die Koevolution die Beziehung zwischen dem Werk und der Bestäuber geformt haben könnte. Zweitens weil die Pflanzen völlig abhängig von den Motten für die Reproduktion sind, könnte die Unterschiede in den Blüten Joshua Bäume in zwei Arten aufteilen verursacht haben.

Dies könnte eine Erklärung für wie Wechselwirkungen zwischen den Arten die Vielfalt von Pflanzen und Insekten generiert haben bieten. Ich arbeite auf um diese Hypothese durch die Messung der natürlichen Selektion auf die Motten und die Bäume weiter zu testen.

Obwohl die beiden Schmetterlingsarten meist in verschiedenen Teilen der Wüste kommen, Leben sie nebeneinander in eine kleine Ausdehnung der Wüste in Nevada. An dieser Stelle beide Motten besuchen Sie Bäume mit beiden Blumenarten, aber wenn Motten Eiablage an einem Baum, die normalerweise von den anderen Arten bestäubt sie produzieren weniger Raupen. Das heißt, haben Motten, die Eiablage auf dem "Holzweg" unteren Fitness.

Ich bin derzeit die Durchführung von Experimenten, die angesprochen werden, warum dies geschieht, und ob die Bäume auch kostenpflichtig, wenn durch die falschen Arten von Motten bestäubt.

Das spannendste Teil dieser Forschung ist die Aussicht, die einzige natürlichen Prozess – natürliche Selektion – sowohl die spektakuläre Vielfalt von Pflanzen und Insekten und die bemerkenswerte Passung zwischen Insekten und die Blüten sie bestäuben produziert hat.

  • Video: Motten im Flug
  • Blüten entwickeln sich zu Anzug Vögel und Fledermäuse
  • Bildergalerie: Hinterhof Bugs

Anmerkung der Redaktion: Diese Forschung wurde unterstützt durch die National Science Foundation (NSF), die Bundesagentur für angeklagt Finanzierung von Grundlagenforschung und Ausbildung in allen Bereichen der Wissenschaft und Technik. Meinungen, Erkenntnisse und Schlussfolgerungen oder Empfehlungen ausgedrückt in diesem Material sind die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten von der National Science Foundation. Sehen den Blick hinter die Kulissen Archiv.

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