Употребление молочая не делает гусениц монарха больными

Большинство людей знают, что бабочки монарх польза от кормления молочая как гусеницы. Молочай содержит токсины, которые делают бабочку-монарха неприятной для большинства хищников. Монархи даже используют окрас адосематической окраски, чтобы предупредить хищников, что они будут есть токсичную еду, если они решат охотиться на оранжево-черная бабочка. Но если молочай настолько токсичен, почему монархи не болеют от употребления молочая?

Бабочки-монархи эволюционировали, чтобы они могли переносить токсичные молочая.

Это ответ, который часто дают на этот вопрос, но что это значит, точно? Действительно ли монархи невосприимчивы к токсинам молочая? Не совсем.

Растения молочая не производят токсины на благо монарха, конечно, они производят токсины, чтобы защитить себя от травоядных, включая голодных гусениц монарха. Растения молочая используют несколько защитных стратегий в сочетании, чтобы удержать насекомых и других животных, которые иначе могли бы загрызть их до корней.

карденолиды: Ядовитые химические вещества, обнаруженные в молочных водорослях, на самом деле являются стероидами, которые воздействуют на сердце, которые называются карденолидами (или сердечными гликозидами). Сердечные стероиды часто используются в медицине для лечения врожденной сердечной недостаточности и мерцательной аритмии, но исторически они также использовались в качестве ядов, рвотных средств и мочегонных средств. Когда такие позвоночные, как птицы, проглатывают карденолиды, они часто срыгивают пищу (и усваивают тяжелый урок!).

Латекс: Если вы когда-либо ломали лист молочая, вы знаете, что молочая сразу же сочится липким белым латексом. На самом деле, именно поэтому Ваточник растения по прозвищу молочая - они, кажется, плачут молоко из своих листьев и стеблей. Этот латекс находится под давлением и насыщен карденолидами, поэтому любой разрыв в капиллярной системе растения приводит к оттоку токсинов. Латекс тоже довольно липкий. Гусеницы раннего возраста особенно восприимчивы к липкому соку, который почти склеивает их челюсти.

Волосатые листья: Садовники знают, что лучшие растения для отпугивания оленей - это растения с нечеткими листьями. Тот же принцип справедлив для любого травоядного животного, действительно, потому что, кто хочет волосатый салат? Листья молочая покрыты крошечными волосками Волоскичто гусеницы не любят жевать. Некоторые виды молочая (например, Asclepias tuberosa) более волосатые, чем другие, и исследования показали, что гусеницы-монархи будут избегать нечетких молочая, если им будет предоставлен выбор

Итак, со всей этой сложной защитой молочая, как монарх может питаться исключительно на волосатых, липких и токсичных листьях молочая? Гусеницы-монархи научились разоружать молочая. Если вы подняли монархов, вы, вероятно, наблюдали некоторые из этих стратегических действий гусениц.

Во-первых, гусеницы-монархи придают листьям молочая. В частности, гусеницы раннего возраста довольно искусны в том, чтобы стричь волосистые кусочки с листа перед тем, как их пнуть. И помните, некоторые виды молочая более привлекательны, чем другие. Гусеницы, предлагаемые различными молочными водорослями, предпочтут питаться растениями, которые требуют меньше ухода.

Далее гусеница должна справиться с проблемой латекса. Гусеница первого возраста настолько крошечная, что липкое вещество может легко обездвижить ее, если оно не будет осторожным. Возможно, вы заметили, что самые маленькие гусеницы будут сначала прожевать круг в листе, а затем съесть центр кольца (смотреть вставку фото). Такое поведение называется «окопы». Таким образом, гусеница эффективно отводит латекс из этой небольшой части листа и делает себя безопасной пищей. Однако этот метод не является надежным, и большое количество монархов раннего возраста попадают в латекс и умирают (согласно некоторым исследованиям, до 30%). Старые гусеницы могут жевать выемку в стебле листа, вызывая свисание листа и выпадение большей части латекса. Как только молочный сок перестает течь, гусеница поглощает листкак на фото выше).

Наконец, существует проблема токсичных карденолидов молочая. Вопреки истории, часто рассказываемой о монархах и молочая, факты свидетельствуют о том, что гусеницы монарха могут и действительно страдают от воздействия сердечных гликозидов. Различные виды молочных водорослей или даже разные отдельные растения в пределах вида могут значительно различаться по уровню карденолида. Гусеницы, питающиеся молочными водорослями с высоким содержанием карденолидов, имеют более низкую выживаемость. Исследования показали, что самки бабочек обычно * предпочитают откладывать яйца на растениях молочая с более низким (промежуточным) уровнем карденолида. Если проглатывание сердечных гликозидов было полностью полезным для их потомства, можно ожидать, что самки будут искать растения-хозяева с самой высокой токсичностью.

По сути, молочая и монархи вели длительную коэволюционную войну. Растения молочая продолжают применять новые защитные стратегии для монархов, жующих их, только чтобы бабочки перехитрили их. Ну и что дальше? Как молочайки защитятся от гусениц, которые просто не перестанут их есть?

Похоже, что молочай уже сделал следующий ход и выбрал стратегию «если не можешь победить, присоединяйся к ним». Вместо того, чтобы сдерживать травоядных животных, таких как гусеницы монарха, молочные водоросли увеличили свою способность вырастить листья. Возможно, вы заметили это в своем собственном саду. В начале или в середине сезона монархи могут срезать листья с растения молочая, но на их месте прорастают новые, более мелкие листья.

* - Новое исследование показывает, что женщины-бабочки могут иногда, в лечебных целяхВыберите растения-хозяева с более высоким уровнем сердечных гликозидов. Однако это, похоже, исключение из правил. Здоровые женщины предпочитают не подвергать своих детей высоким уровням карденолидов.

• Взаимодействие с Молочком, MonarchLab, Университет Миннесоты. По состоянию на 8 января 2013 г.
• Теорию биоразнообразия подтвердил Cornell Chronicle, Корнельский университет. По состоянию на 8 января 2013 г.
• Биология Монарха, MonarchNet, Университет Джорджии. По состоянию на 8 января 2013 г.
• Потребности места обитания бабочки монарха, Лесная служба США. По состоянию на 8 января 2013 г.
• Ответы эксперта-бабочки-монарха: весна 2003 г., Вопросы и ответы с доктором Карен Оберхаузер, Путешествие на север. По состоянию на 8 января 2013 г.
• Сердечные гликозидыУниверситет Вирджинии. По состоянию на 7 января 2013 г.
• Гонка вооружений между растениями и насекомыми обостряется в результате эволюцииЭлизабет Л. Бауман, Колледж сельскохозяйственных наук и наук о жизни при Корнельском университете, осень 2008 г.