Яденето на млечни водорасли не прави гъсеници на монарха

Повечето хора знаят това пеперуди монарх ползват от хранене с млечни водорасли като гъсеници. Млечната водорасла съдържа токсини, което прави пеперудата монарх неприятна за повечето хищници. Монарсите дори използват апосематично оцветяване, за да предупредят хищниците, че ще ядат токсична храна, ако решат да плячкат на оранжева и черна пеперуда. Но ако млечните водорасли са толкова токсични, защо монарсите не се разболеят от яденето на млечни водорасли?

Пеперудите от монарх са се развили, за да могат да понасят токсичните млечни водорасли.

Това е отговорът, често даван на този въпрос, но какво точно означава това? Всъщност монарсите ли са имунизирани срещу токсините от млечни водорасли? Не точно.

Растенията от млечни водорасли не произвеждат токсини в полза на монарха, разбира се, те произвеждат токсини, за да се защитят от тревопасните животни, включително гладните гъсеници на монарха. Растенията за млечни водорасли използват няколко стратегии за защита в комбинация, за да отблъснат насекомите и други животни, които в противен случай биха могли да ги прикачат до корените.

Cardenolides: Токсичните химикали, открити в млечните водорасли, всъщност са стероиди, които въздействат на сърцето, наречени карденолиди (или сърдечни гликозиди). Сърдечните стероиди често се използват медицински за лечение на вродена сърдечна недостатъчност и предсърдно мъждене, но исторически те също са били използвани като отрови, еметици и диуретици. Когато гръбначни като птици поглъщат карденолиди, те често възстановяват храненето си (и научете тежък урок!).

латекс: Ако някога сте счупили листа от млечни водорасли, знаете, че млечните водорасли веднага сочат лепкав, бял латекс. Всъщност това е причината Asclepias растенията са с прякор млечни водорасли - те сякаш плачат мляко от листата и стъблата си. Този латекс е под налягане и натоварен с карденолиди, така че всяко счупване в капилярната система на растението води до отлив на токсини. Латексът също е доста гумен. Гъсениците на ранния инстатор са особено податливи на гнойния сок, който всички, освен залепва челюстите им, се затварят.

Космати листа: Градинарите знаят, че най-добрите растения за възпиране на елените са тези с размити листа. Същият принцип важи и за всяко тревопасно дърво, защото кой иска космена салата? Листата на млечни водорасли са покрити с малки косъмчета (наречени trichomes) че гъсениците не обичат да дъвчат. Някои видове млечни водорасли (като Асклепия тубероза) са косми от други и проучванията показват, че гъсениците на монарха ще избегнат неясните млечни водорасли, ако им се даде избор.

И така, с всички тези сложни защити от млечни водорасли, как един монарх успява да се храни изключително с космати, лепкави и токсични листа от водорасли? Гъсениците на монарха са се научили как да обезоръжават млечните водорасли. Ако сте отгледали монарси, вероятно сте наблюдавали някои от тези стратегически поведения от гъсениците.

Първо, гъсениците на монарха придават на листата на млечни водорасли бръмчене. В частност, гъсениците от ранен стадий са доста умели в бръсненето на косматните парченца от листата, преди да се задавят. И не забравяйте, че някои видове водорасли са косми от други. Гъсениците, предлагани на различни млечни култури, ще изберат да се хранят с растения, които се нуждаят от по-малко отглеждане.

На следващо място, гъсеницата трябва да се справи с предизвикателството на латекса. Гъсеница за първи монтаж е толкова малка, че тази лепкава субстанция може лесно да я обездвижи, ако не е внимателна. Може би сте забелязали, че най-малките гъсеници първо ще дъвчат кръг в листата, а след това ще изядат центъра на пръстена (вижте вмъкната снимка). Това поведение се нарича „окопване“. По този начин гъсеницата ефективно изцежда латекса от тази малка площ на листа и прави себе си безопасно хранене. Методът обаче не е глупав и голям брой монарси от ранния старт се увличат в латекса и умират (според някои изследвания около 30%). По-старите гъсеници могат да дъвчат резба в стъблото на листата, което води до изпускане на листа и позволява по-голямата част от латекса да се оттича. След като млечният сок спре да тече, гъсеницата изяжда листата (както е на снимката по-горе).

И накрая, има проблем с токсичните карденолиди от млечни водорасли. Противно на историята, често разказвана за монарси и млечни водорасли, доказателствата сочат, че гъсениците на монарха могат да страдат от ефектите на консумация на сърдечни гликозиди. Различните видове млечни водорасли или дори различни отделни растения в даден вид могат да варират значително в нивата на карденолидите си. Гъсениците, хранещи се с млечни водорасли с високи нива на карденолиди, имат по-ниска степен на преживяемост. Проучванията показват, че по принцип женските пеперуди предпочитат да поставят яйцата си върху растения с млечни водорасли с по-ниски (междинни) нива на карденолид. Ако приемането на сърдечни гликозиди е изцяло полезно за тяхното потомство, вие бихте очаквали женските да търсят растения гостоприемници с най-висока токсичност.

По същество млечните водорасли и монарсите са водили дълга коеволюционна война. Растенията от млечни водорасли продължават да хвърлят нови стратегии за отбрана при монарсите, които роптаят по тях, само за да надхитрят пеперудите. И така, какво следва? Как млечните водорасли ще се защитят от гъсениците, които просто няма да престанат да ги ядат?

Изглежда, че водораслите вече са направили следващия си ход и са избрали стратегия „ако не успееш да ги победиш, присъедини се към тях“. Вместо да възпират тревопасните като гъсениците на монарха, млечните водорасли са ускорили способността си да отглеждат листа. Може би сте забелязали това в собствената си градина. Ранните или средните сезони на монарсите може да съблекат листа от млечни растения, но нови, по-малки листа поникват на местата си.

* - Новите изследвания сочат, че женските пеперуди понякога могат да за медицински цели, изберете растения гостоприемник с по-високи нива на сърдечен гликозид. Изглежда това е изключение от правилото. Здравите жени предпочитат да не излагат потомството си на високи нива на карденолиди.

• Взаимодействия с млякото, MonarchLab, University of Minnesota. Достъп до 8 януари 2013 г.
• Теорията за биоразнообразието потвърди Cornell Chronicle, University of Cornell. Достъп до 8 януари 2013 г.
• Monarch Biology, MonarchNet, University of Georgia. Достъп до 8 януари 2013 г.
• Нужди от местообитание на пеперуда от монарх, Американска служба по горите. Достъп до 8 януари 2013 г.
• Отговори на експерта по пеперудата на Монарх: Пролет 2003, Въпроси и отговори с д-р Карън Оберхаузер, Journey North. Достъп до 8 януари 2013 г.
• Сърдечни гликозиди, Университет на Вирджиния Commonwealth. Достъп до 7 януари 2013 г.
• Надпреварата с оръжие между растенията и насекомите ескалира чрез еволюцията, от Елизабет Л. Бауман, колеж по селскостопански науки и науки за живота в Университета Корнел, есен 2008 г.