Å spise melkweed gjør ikke monarch Caterpillars syk

Det vet de fleste monark sommerfugler dra nytte av å mate melkevei som larver. Melkweed inneholder giftstoffer, noe som gjør monarkfuglen 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 melkweed er så giftig, hvorfor blir ikke monarkene syke av å spise melkweed?

Monark sommerfugler har utviklet seg slik at de tåler den giftige melkevegen.

Det er svaret som ofte blir gitt på dette spørsmålet, men hva betyr det, nøyaktig? Er monarkene faktisk immun mot melkefrem giftstoffer? Ikke akkurat.

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

Cardenolides: De giftige kjemikaliene som finnes i melkeveier er faktisk steroider som påvirker hjertet, kalt kardenolider (eller hjerteglykosider). Hjertesteroider brukes ofte medisinsk for å behandle medfødt hjertesvikt og atrieflimmer, men historisk har de også blitt brukt som giftstoffer, emetika og vanndrivende midler. Når virveldyr som fugler inntar kardenolider, gjenoppretter de ofte måltidet (og lærer en vanskelig leksjon!).

latex: Hvis du noen gang har knust et melkebladblad, vet du at melkeveiet straks oser av klebrig, hvit latex. Det er faktisk derfor Asclepias planter har kallenavn melkeveier - de ser ut til å gråte melk fra bladene og stilkene. Denne latexen er under trykk og lastet med kardenolider, så ethvert brudd i plantens kapillarsystem resulterer i en utstrømning av giftstoffer. Latex er også ganske gummy. Larvene fra tidlige instar er spesielt mottagelige for den sløyfe safen som alle bortsett fra limer mandibelen.

Hårete blader: Gartnere vet at de beste plantene for å avskrekke hjort er de med uklare blader. Det samme prinsippet gjelder for enhver planteetere, egentlig, for hvem vil ha en hårete salat? Milkweed blader er dekket av bittesmå hår (kalt trichomes) at larvene ikke liker å tygge. Noen arter av melkeveier (som Asclepias tuberosa) er hårere enn andre, og studier har vist at monark larver vil unngå de morsommere melkeveiene hvis de får et valg.

Så, med alle disse sofistikerte melkweed-forsvarene, hvordan klarer en monark å utelukke seg utelukkende på hårete, klissete og giftige melkebladblader? Monarch larver har lært hvordan man avvæpner melkevegen. Hvis du har oppdratt monarker, har du sannsynligvis observert noe av denne strategiske oppførselen fra larvene.

Først gir monark larver melkevebladene et surr. Spesielt tidlige instar-larver er ganske dyktige til å barbere de hårete bitene av bladet før de tygger. Og husk at noen melkeveier er hårere enn andre. Larver som tilbys en rekke melkeveier, vil velge å mate på planter som krever mindre stell.

Dernest må larven takle latexens utfordring. En første instar larve er så liten at dette klebrig stoffet lett kan immobilisere det hvis det ikke er forsiktig. Kanskje har du lagt merke til at de minste larvene tygger en sirkel inn i bladet først, og deretter spiser midten av ringen (se innsatt foto). Denne oppførselen kalles "grøfting." Ved å gjøre det tømmer larven effektivt latexen fra det lille området av bladet, og gjør seg selv til et trygt måltid. Metoden er imidlertid ikke idiotsikker, og en god del monarker av tidlig instar blir speilet i latex og dør (ifølge noen undersøkelser, så mange som 30%). Eldre larver kan tygge et hakk inn i bladstammen, noe som får bladet til å falle og lar det meste av latexen renne ut. Når den melke sappen slutter å renne, spiser larven bladet (som på bildet over).

Endelig er det problemet med de giftige melkefrø kardenolider. I motsetning til historien som ofte ble fortalt om monarker og melkeveier, tyder bevisene på at monark larver kan og lide plager av å konsumere hjerteglykosider. Ulike arter av melveger, eller til og med forskjellige individuelle planter i en art, kan variere betydelig i kardenolidnivåene. Larver som lever av melkeveier med høye nivåer av kardenolider har lavere overlevelsesrate. Studier har vist at kvinnelige sommerfugler generelt * foretrekker å oviposere eggene sine på melkeplanter med lavere (mellomliggende) kardenolidnivå. Hvis inntaket av hjerteglykosider var til fordel for avkommet, ville du forvente at kvinner søker vertsplanter med høyeste toksisitet.

I hovedsak har melkeveier og monarker ført en lang samevolusjonær krig. Milkweed-planter kaster stadig nye forsvarsstrategier mot monarkene som knasker på dem, bare for å få sommerfuglene overliste dem. Så hva er det neste? Hvordan vil melkeveger forsvare seg mot larvene som rett og slett ikke slutter å spise dem?

Det ser ut til at melkeveien allerede har gjort sitt neste trekk, og valgte en "Hvis du ikke kan slå dem, bli med dem" -strategien. I stedet for å avskrekke planteetere som monark-larvene, har melkeveier fremskyndet evnen til å gro igjen blader. Kanskje du har lagt merke til dette i din egen hage. Tidlige eller midt i sesongen kan monarker stripe blader fra en melkeplante, men nye, mindre blader spirer på deres steder.

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

• Interaksjoner med melk, 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.
• Monarch Butterfly Habitat Needs, 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.
• Arms Race mellom planter og insekter eskalerer gjennom evolusjon, av Elizabeth L. Bauman, College of Agricultural and Life Sciences ved Cornell University, høsten 2008.