Hvorfor blir ikke monarker syke av å spise Milkweed?

Det vet de fleste monark sommerfugler dra nytte av å fôre på melkegress som larver. Milkweed inneholder giftstoffer, noe som gjør monarksommerfuglen usmakelig for de fleste rovdyr. Monarkene bruker til og med aposematisk farge for å advare rovdyr om at de vil spise et giftig måltid, hvis de velger å bytte på oransje og svart sommerfugl . Men hvis milkweed er så giftig, hvorfor blir ikke monarkene syke av å spise milkweed?

Monark sommerfugler har utviklet seg slik at de kan tolerere den giftige milkweed.

Det er svaret som ofte gis på dette spørsmålet, men hva betyr det egentlig? Er monarkene faktisk immune mot melkeplantegiftene? Ikke akkurat.

01 av 02

Hvorfor er Milkweeds giftig?

Raquel Lonas/Getty Images

Milkweed-planter produserer ikke giftstoffer for monarkens fordel, de produserer selvfølgelig giftstoffer for å forsvare seg mot planteetere, inkludert sultne monarklarver. Milkweed-planter bruker flere forsvarsstrategier i kombinasjon for å avskrekke insekter og andre dyr som ellers kan gnaske dem ned til røttene.

Milkweed forsvar

Cardenolides: De giftige kjemikaliene som finnes i milkweeds er faktisk steroider som påvirker hjertet, kalt cardenolides (eller hjerteglykosider). Hjertesteroider brukes ofte medisinsk for å behandle medfødt hjertesvikt og atrieflimmer, men historisk sett har de også blitt brukt som giftstoffer, emetika og diuretika. Når virveldyr som fugler får i seg kardenolider, får de ofte opp med måltidet (og lærer en hard lekse!).

Lateks: Hvis du noen gang har knust et milkweed-blad, vet du at milkweed umiddelbart oser av klebrig, hvit lateks. Det er faktisk derfor Asklepias planter får kallenavnet milkweed - det ser ut til at de gråter melk fra bladene og stilkene. Denne lateksen er under trykk og lastet med kardenolider, så ethvert brudd i plantens kapillærsystem resulterer i utstrømning av giftstoffer. Lateks er også ganske gummiaktig. Larvene i tidlig stadium er spesielt utsatt for den klebrige saften som nesten limer igjen underkjevene.

Hårete blader: Gartnere vet at de beste plantene for å avskrekke rådyr er de med uklare blader. Det samme prinsippet gjelder for alle planteetere, egentlig, for hvem vil ha en hårete salat? Milkweed-blader er dekket av bittesmå hår (kalt trichomes ) som larver ikke liker å tygge. Noen arter av milkweed (som tuberous milkweed ) er hårete enn andre, og studier har vist at monarklarver vil unngå de mer uklare melkegressene hvis de får et valg.

02 av 02

Hvordan Monarch Caterpillars spiser Milkweed uten å bli syk

Marcia Straub / Getty Images

Så, med alle disse sofistikerte milkweed-forsvarene, hvordan klarer en monark å spise utelukkende på hårete, klissete og giftige milkweed-blader? Monarklarver har lært å avvæpne melkegresset. Hvis du har oppdratt monarker, har du sannsynligvis observert noen av disse strategiske oppførselene til larvene.

For det første gir monarklarver melkebladene et buzz cut. Spesielt larver på tidlig stadium er ganske dyktige til å barbere de hårete bitene av bladet før de spiser ned. Og husk at noen arter av melkegress er håretere enn andre. Larver som tilbys en rekke milkweeds vil velge å mate på planter som krever mindre stell.

Deretter må larven takle utfordringen med lateksen. En larve i første stadium er så liten at denne klissete substansen lett kan immobilisere den hvis den ikke er forsiktig. Kanskje du har lagt merke til at de minste larvene vil tygge en sirkel inn i bladet først, og deretter spise midten av ringen ( se innfelt bilde ). Denne oppførselen kalles 'graving'. Ved å gjøre det, drenerer larven effektivt lateksen fra det lille området av bladet, og gjør seg selv til et trygt måltid. Metoden er imidlertid ikke idiotsikker, og en god del tidlige monarker blir fast i lateks og dør (ifølge noen undersøkelser, så mange som 30%). Eldre larver kan tygge et hakk inn i bladstilken, noe som får bladet til å henge og la det meste av lateksen renne ut. Når melkesaften slutter å renne, spiser larven bladet ( som på bildet over ).

Til slutt er det problemet med de giftige melkeplantene cardenolides. I motsetning til historien som ofte fortelles om monarker og melkegress, tyder bevisene på at monarklarver kan og lider under effekten av å konsumere hjerteglykosider. Ulike arter av milkweeds, eller til og med forskjellige individuelle planter innen en art, kan variere betydelig i kardenolidnivåene deres. Larver som lever av melkegress med høye nivåer av kardenolider har lavere overlevelsesrater. Studier har vist at hunnsommerfugler generelt* foretrekker å legge eggene sine på melkeplanter med lavere (mellomliggende) kardenolidnivåer. Hvis inntak av hjerteglykosider var helt gunstig for deres avkom, ville du forvente at hunnene søker vertsplanter med høyest toksisitet.

Hvilken vil vinne krigen, monarker eller Milkweeds?

I hovedsak har milkweeds og monarker ført en lang ko-evolusjonær krig. Milkweed-planter fortsetter å kaste nye forsvarsstrategier mot monarkene som gumler på dem, bare for å få sommerfuglene til å overliste dem. Så hva er neste? Hvordan vil melkeplanter forsvare seg mot larvene som rett og slett ikke vil slutte å spise dem?

Det ser ut til at milkweed allerede har gjort sitt neste trekk, og valgt en 'hvis du ikke kan slå dem, bli med dem'-strategi. I stedet for å avskrekke planteetere som monarklarvene, har milkweeds akselerert deres evne til å vokse blader igjen. Kanskje du har lagt merke til dette i din egen hage. Tidlige eller midt-sesongen monarker kan fjerne blader fra en milkweed plante, men nye, mindre blader spire på deres steder.

* - Ny forskning tyder på at kvinnelige sommerfugler noen ganger kan, til medisinske formål , velg vertsplanter med høyere hjerteglykosidnivåer. Dette ser imidlertid ut til å være et unntak fra regelen. Friske kvinner foretrekker å ikke utsette avkommet for høye nivåer av kardenolider.

Kilder

• Interaksjoner med Milkweed , MonarchLab, University of Minnesota. Åpnet 8. januar 2013.
• Biodiversitetsteori bekreftet Cornell Chronicle, Cornell University. Åpnet 8. januar 2013.
• Monarch Biology, MonarchNet, University of Georgia. Åpnet 8. januar 2013.
• Monark Butterfly Habitat behov , U.S. Forest Service. Åpnet 8. januar 2013.
• Svar fra Monarch Butterfly Expert: Våren 2003 , Spørsmål og svar med Dr. Karen Oberhauser, Journey North. Åpnet 8. januar 2013.
• Hjerteglykosider , Virginia Commonwealth University. Åpnet 7. januar 2013.
• Våpenkappløp mellom planter og insekter eskalerer gjennom evolusjonen , av Elizabeth L. Bauman, College of Agricultural and Life Sciences ved Cornell University, høsten 2008.