Jesť mliečne riasy neznamená, že Monarch Caterpillars je chorý

Väčšina ľudí to vie monarcha motýle ťažiť z kŕmenia mliečnych rias ako húsenice. Mlieko riasy obsahuje toxíny, vďaka ktorým je monarcha motýľ pre väčšinu predátorov neochutnateľný. Monarchovia dokonca používajú aposematické sfarbenie, aby varovali dravcov, že budú jesť toxické jedlo, ak sa rozhodnú pre korisť oranžový a čierny motýľ. Ale ak je mliečna riasa tak toxická, prečo monarchovia neochorne jesť mliečnu riasu?

Monarch motýle sa vyvinuli, takže môžu tolerovať toxické mliečne riasy.

To je odpoveď na túto otázku často, ale čo to vlastne znamená? Sú panovníci skutočne imunní voči toxínom z mliečnych rias? Nie práve.

Rastliny mliečnych rias neprodukujú toxíny v prospech monarchy, samozrejme, produkujú toxíny, ktoré sa bránia pred býložravcami, vrátane hladných húb monarchy. Mliečne rastliny kombinujú niekoľko obranných stratégií v kombinácii s cieľom odradiť hmyz a iné zvieratá, ktoré by ich inak mohli poškodiť až ku koreňom.

Cardenolides: Toxické chemikálie nachádzajúce sa v mliečnych riasoch sú vlastne steroidy, ktoré pôsobia na srdce, nazývané kardenolidy (alebo srdcové glykozidy). Srdcové steroidy sa často používajú lekársky na liečenie vrodeného srdcového zlyhania a fibrilácie predsiení, ale historicky sa používajú aj ako jedy, emetiká a diuretiká. Keď stavovce, ako sú vtáky, prijímajú cardenolidy, často opakujú jedlo (a učia sa tvrdú lekciu!).

latex: Ak ste niekedy rozbili list z hnedej riasy, viete, že hnedá riasa okamžite vyteká lepkavý biely latex. V skutočnosti je to dôvod, prečo Asclepias rastliny sú prezývané mliečna riasa - zdá sa, že plačú mlieko z ich listov a stoniek. Tento latex je pod tlakom a je naložený kardenolidmi, takže každé porušenie kapilárneho systému rastliny vedie k odtoku toxínov. Latex je tiež dosť gumovitý. Prvé húsenice húsenice sú obzvlášť citlivé na miazgovú šťavu, ktorú všetci okrem lepidiel uzavreli.

Chlpaté listy: Záhradníci vedia, že najlepšie rastliny, ktoré odstraňujú jelene, sú rastliny s fuzzy listami. Rovnaký princíp platí pre všetkých bylinožravcov, pretože kto chce chlpatý šalát? Listy mliečnych rias sú pokryté malými chĺpkami (nazývané chlpy), ktoré húsenice neradi žuvajú. Niektoré druhy mliečnych rias (napr Asclepias tuberosa) sú chlpatejšie ako iné a štúdie ukázali, že húsenice panovníka sa vyhnú múdrejším mliečnym riasam, ak si ich vyberú.

Ako sa teda so všetkými týmito sofistikovanými obranami mliečnych rias podarí kŕmiť výlučne chlpatými, lepkavými a toxickými listami mliečnych rias? Húsenice monarchy sa naučili odzbrojiť riasu. Ak ste vychovali panovníkov, pravdepodobne ste pozorovali niektoré z týchto strategických správaní húseničiek.

Po prvé, húsenice monarchy dávajú mliečnym listom bzučiak. Predovšetkým húsenice húsenice rané v prvom rade sú dosť zručné pri holení chlpatých kúskov z listu pred tým, ako spadnú dole. Pamätajte, že niektoré druhy mliečnych rias sú chlpatejšie ako iné. Housenky ponúkajúce rôzne mliečne riasy sa rozhodnú kŕmiť rastliny, ktoré si vyžadujú menej starostlivosti.

Potom musí húsenica čeliť výzve latexu. Húsenica prvého stupňa je taká malá, že ju táto lepkavá látka ľahko znehybní, ak to nie je opatrné. Možno ste si všimli, že najmenší húsenice najskôr prežrú kruh do listu a potom zjedia stred kruhu (pozri vloženú fotografiu). Toto správanie sa nazýva „priekopy“. Húsenica tým efektívne odteká latex z tejto malej oblasti listu a robí z neho bezpečné jedlo. Táto metóda však nie je spoľahlivá a veľa laťiek a umierajúcich monarchov sa začalo topiť v latexe a umrieť (podľa niektorých výskumov až 30%). Staršie húsenice môžu žuť zárez do stonky listu, čo spôsobí, že list klesne a umožní odteku väčšiny latexu. Akonáhle mliečna šťava prestane stekať, húsenica list spotrebuje (ako na fotografii vyššie).

Nakoniec je tu problém s toxickými kardenolidmi z mliečnej riasy. Na rozdiel od príbehu, ktorý sa často hovorí o panovníkoch a mliečnych riasach, dôkazy naznačujú, že húsenice panovníka môžu a môžu trpieť účinkami konzumácie srdcových glykozidov. Rôzne druhy mliečnych rias, alebo dokonca rôzne jednotlivé rastliny v rámci druhu, sa môžu významne meniť v hladinách svojich cardenolidov. Housenky kŕmené z mliečnych rias s vysokou hladinou cardenolidov majú nižšiu mieru prežitia. Štúdie preukázali, že samice motýľov vo všeobecnosti * radšej ovipitujú svoje vajíčka na rastliny mliečnych rias s nižšími (strednými) hladinami kardenolidu. Ak by požitie srdcových glykozidov bolo prospešné pre ich potomstvo, očakávali by ste, že ženy budú hľadať hostiteľské rastliny s najvyššou toxicitou.

V podstate mliečne riasy a panovníci viedli dlhú koevolučnú vojnu. Rastliny mlieka a mliečnych rastlín neustále hádzajú nové obranné stratégie u panovníkov, ktorí na nich žmýkajú, len aby ich motýli prevýšili. Čo ďalej? Ako sa budú mliečne riasy brániť pred húsenicami, ktoré ich jednoducho prestanú jesť?

Zdá sa, že hnedá riasa už urobila ďalší krok a rozhodla sa pre stratégiu „ak ich nemôžete poraziť, pridajte sa k nim“. Namiesto odradzovania bylinožravcov, ako sú napríklad húsenice monarchy, mliečne riasy zrýchlili svoju schopnosť dorásť listy. Možno ste si to všimli vo vlastnej záhrade. Na začiatku alebo v polovici sezóny môžu panovníci listovať z rastlín mliečnych rias, ale na ich miestach vyrastajú nové menšie listy.

* - Nový výskum naznačuje, že motýle ženy niekedy môžu, na lekárske účely, vyberte hostiteľské rastliny s vyššími hladinami glykozidu srdca. Zdá sa však, že ide o výnimku z pravidla. Zdravé ženy radšej nevystavujú svoje potomstvo vysokým hladinám cardenolidov.

• Interakcie s mliekom, MonarchLab, University of Minnesota. Prístup k 8. januáru 2013.
• Teória biodiverzity potvrdila Cornellovu kroniku na Cornellskej univerzite. Prístup k 8. januáru 2013.
• Monarch Biology, MonarchNet, University of Georgia. Prístup k 8. januáru 2013.
• Monarch Butterfly Habitat Needs, US Forest Service. Prístup k 8. januáru 2013.
• Odpovede odborníka na motýliky Monarch: jar 2003, Otázky a odpovede s Dr. Karen Oberhauser, Journey North. Prístup k 8. januáru 2013.
• Srdcové glykozidy, Virginia Commonwealth University. Prístup k 7. januáru 2013.
• Zbrane rasy medzi rastlinami a hmyzom eskaluje prostredníctvom evolúcie, autor: Elizabeth L. Bauman, Vysoká škola poľnohospodárskych a biologických vied na Cornell University, jeseň 2008.