A globális felmelegedés méreggé változtathatja az uralkodó lepkék kedvenc ételeit

Az LSU kutatói új összefüggést fedeztek fel a klímaváltozás, az uralkodó lepkék és a tejfű növények között. Kiderült, hogy a melegedési hőmérséklet nem csak közvetlenül érinti az uralkodót, Danaus plexippust, hanem ezt a pillangót is befolyásolja, mivel kedvenc növényi táplálékát méreggé változtatja.

felmelegedés

Bret Elderd, az LSU Biológiai Tudományok Tanszékének docense és Matthew Faldyn, Ph.D. hallgató az Elderd laboratóriumában, a texasi Katy-ból, ma közzétette megállapításait Mark Hunter társszerzőjével, a Michigani Egyetem Ökológiai és Evolúciós Biológiai Tanszékének, valamint a Természeti Erőforrások és Környezetvédelmi Iskolának. Ez a tanulmány az Ecology folyóiratban jelent meg.

"Sok globális éghajlatváltozási kutatás egyetlen fajra összpontosít, és arra, hogy az éghajlatváltozás hogyan fogja befolyásolni ezt a fajt" - mondta Elderd. "De tudjuk, hogy a valóságban a fajok kölcsönhatásba lépnek, és gyakran szorosan kapcsolódnak egymáshoz."

Az egyik ilyen faji kölcsönhatás az uralkodó pillangó és a tejfű növény, az Asclepias nemzetség között. Az uralkodó kötelező táplálója a tejfűnek. Az egyének mindig egy tejes növényre rakják le tojásaikat, és a lárvák csak az adott növény különféle fajain fejlődnek ki.

"Meg akartuk vizsgálni, hogy a fajok kölcsönhatásai, mint az uralkodó és a tejfű, hogyan változnak az éghajlatváltozással, vagy a klímaváltozás közvetett hatása az uralkodó lepkékre azokon a növényeken keresztül, amelyeken megeszik és petéiket rakják le" - mondta Elderd.

Faldyn és Elderd megállapította, hogy a klímaváltozással járó helyi felmelegedés kémiai változásokat idézhet elő a tejfűben, ami viszont befolyásolja az uralkodó lepkéket, amikor ők és lárváik e növény bizonyos fajaival táplálkoznak, különösen a nem őshonos tejfűvel, az Asclepias curassavica-val.

"Fontos megérteni, hogy a tejfű által közvetített változások hogyan hatnak az uralkodó lepkékre" - mondta Faldyn.

A tejfűnek több különböző faja létezik, de mindegyikük közös vonással rendelkezik. Mérgező vegyi anyagokat termelnek levélszövetükben, úgynevezett kardenolidok, amelyek elriasztják a legtöbb gerinces ragadozót. Ezek a vegyi anyagok a szívglikozidok osztályába tartoznak, amelyek zavarják a szív és más szövetek nátrium-kálium-szivattyúit, és nagy mennyiségben lenyelve akár az emberre is hatással lehetnek. Az uralkodók azonban egy bizonyos pontig kardenolid-toleránssá váltak. Az uralkodók azáltal, hogy petesejtjeiket olyan tejfűnövényekre rakják, amelyek ragadozóikra mérgező cardenolidokat tartalmaznak, megvédik hernyó utódaikat a megevéstől. A kikelés és a tejgombalevelek levágása után a hernyók tele vannak kardenolidokkal, amelyek miatt a legtöbb ragadozó, például a madarak számára csúnya ízűek. Az uralkodó lepkék ezt a vegyületet is szárnyaikba kötik. Ellentétes élénk narancssárga és fekete szárnyuk jelzi, hogy "ne egyél meg" olyan madaraknak, mint a kék szajkók.

De ha egy tejfű növény túl sokat termel ebből a mérgező vegyi anyagból, akkor a hernyók, amelyek a növény levélszöveteivel táplálkoznak, akaratlanul megmérgezik magukat.

"Goldilock-helyzet van az uralkodó lepkék esetében. Túl kevés ilyen vegyszer van a tejfűben, és a növény nem védi meg az uralkodói hernyókat az evéstől" - mondta Elderd. "De ezeknek a vegyi anyagoknak a túl magas koncentrációja az uralkodókat is károsíthatja, lelassíthatja a hernyófejlődést és csökkentheti a túlélést."

A trükk abban rejlik, hogy az uralkodók olyan tejfűfajokat találnak, amelyek a termelt kardenolidok mennyiségét tekintve éppen megfelelőek. Az Egyesült Államok déli részén kiderül, hogy ez az ideális faj az invazív tejesfű A. curassavica, más néven "trópusi tejfű", amelyet általában kertészeti üzletekben árulnak.

"Az A. curassavica szívós. Leveleinél hosszabb ideig tart, mint a legtöbb más faj, és egész évben virágzik, vonzóvá téve a kertészek és a háztulajdonosok számára" - mondta Faldyn. A növényt gyakran adják el háztulajdonosoknak olyan jelszóval, mint például: "Szépítsd fel az udvarodat, mentsd meg a pillangókat".

És az uralkodók valóban szeretik az invazív A. curassavica-t. Valójában a jelenlegi éghajlati viszonyok között az e tejfűfajjal táplálkozó felnőtt uralkodók magasabb túlélési arányt és súlyt mutatnak. Ez azért van, mert az A. curassavica tökéletes mennyiségű kardenolidot tartalmaz - csak a túl sok peremén. De a környezeti feltételek, amelyek növelik a kardenolid szintet ebben a növényben, például a melegebb hőmérséklet, ökológiai csapdát állíthatnak az uralkodók számára.

Mivel ez a növény érzékeli az emelkedő hőmérsékletet, több kardenolidot termel, talán védekező mechanizmusként.

A kardenolid koncentrációjának hőmérsékletfüggő növekedése az A. curassavica-ban, amelyet Elderd és Faldyn három napon belül észleltek a terepen, miután apró üvegház-szerű struktúrákat helyeztek e növények köré, az uralkodókat egy billenőpont fölé tolják, megmérgezik lárváikat, késleltetik a lárvák növekedését és vezetnek az elakadt elülső szárú pillangókig.

Lényegében az éghajlatváltozással a túl sok jó dolog rossz dologgá válik, különösen, ha a trópusi tejfű növényről van szó. Az őshonos A. incarnata tejfű természetesen kevesebb mérgező vegyszert termel, mint a trópusi tejfű, de a melegebb körülmények nem változtatják meg gyökeresen ezeket a szinteket. A globális felmelegedés körülményei között a nem őshonos tejfűvel táplálkozó uralkodók növekedése és túlélése szempontjából sokkal rosszabbul járnak, mint az őshonos tejfűvel táplálkozó uralkodók.

"Ha uralkodó pillangó vagyok, és reagálok a korábbi környezeti feltételekre, akkor tojásaimat az A. curassavica-ra rakom" - mondta Elderd. "De a globális felmelegedés körülményei között az utódaimnak rosszul járok, anélkül, hogy tudnék róla."

Az Elderd és Faldyn felmelegedési körülményei a tejfűnövényekre vonatkoznak a mezőn, amely az előrejelzések szerint a következő 40 évben vagy hamarabb bekövetkezik La Baton Rouge-ban. Ha például kánikula van.

"Egyre inkább felismerték, hogy a fajok kölcsönhatásait, különös tekintettel a szorosan kapcsolódó fajok közötti kölcsönhatásokra, figyelembe kell venni, amikor megpróbáljuk megérteni a klímaváltozás ökológiai dinamikára gyakorolt ​​teljes hatását" - írták a szerzők.

Sajnos az Egyesült Államok déli részén mindenütt invazív tejes növények találhatók. A Faldyn azt reméli, hogy felhívja a figyelmet a növény-eladók, kertészek és háztulajdonosok körében, hogy a globális éghajlatváltozás miatt jobb, ha az őshonos tejet, nem pedig a terjedő, nem őshonos trópusi tejes növényt ültetik. uralkodók.

Faldyn és Elderd nyomon követési kutatásba vonja be az LSU egyetemi hallgatóit, például olyan körülmények értékelése érdekében, amelyek megerősíthetik az őshonos tejfű növényeket azokon a területeken, ahol versenyezniük kell invazív fajokkal.