Das Essen von Wolfsmilch macht Monarch-Raupen nicht krank

Die meisten Leute wissen das Monarchenschmetterlinge Profitieren Sie von der Fütterung mit Wolfsmilch als Raupe. Wolfsmilch enthält Giftstoffe, was den Monarchfalter für die meisten Raubtiere unangenehm macht. Die Monarchen verwenden sogar eine aposematische Färbung, um Raubtiere zu warnen, dass sie eine giftige Mahlzeit zu sich nehmen werden, falls sie sich dafür entscheiden, die Beute zu machen orange und schwarzer Schmetterling. Aber wenn Wolfsmilch so giftig ist, warum werden die Monarchen dann nicht krank, wenn sie Wolfsmilch essen?

Monarchfalter haben sich entwickelt, damit sie das giftige Wolfsmilchkraut vertragen können.

Das ist die Antwort, die oft auf diese Frage gegeben wird, aber was bedeutet das genau? Sind die Monarchen tatsächlich immun gegen die Giftstoffe der Wolfsmilch? Nicht genau.

Wolfsmilchpflanzen produzieren keine Toxine zum Nutzen des Monarchen, natürlich produzieren sie Toxine, um sich gegen Pflanzenfresser, einschließlich hungriger Raupen von Monarchen, zu verteidigen. Wolfsmilchpflanzen setzen verschiedene Abwehrstrategien in Kombination ein, um Insekten und andere Tiere abzuhalten, die sie sonst bis zu den Wurzeln fressen könnten.

Cardenolide: Die giftigen Chemikalien, die in Wolfsmilch gefunden werden, sind tatsächlich Steroide, die das Herz beeinflussen, sogenannte Cardenolide (oder Herzglycoside). Herzsteroide werden häufig medizinisch zur Behandlung von angeborener Herzinsuffizienz und Vorhofflimmern eingesetzt. In der Vergangenheit wurden sie jedoch auch als Gifte, Emetika und Diuretika eingesetzt. Wenn Wirbeltiere wie Vögel Cardenolide aufnehmen, erbrechen sie häufig ihre Mahlzeit (und lernen eine harte Lektion!).

Latex: Wenn Sie jemals ein Wolfsmilchblatt gebrochen haben, wissen Sie, dass Wolfsmilch sofort klebrigen, weißen Latex sickert. In der Tat ist dies der Grund Asklepien Pflanzen haben den Spitznamen Wolfsmilch - sie scheinen Milch von ihren Blättern und Stängeln zu weinen. Dieser Latex wird unter Druck gesetzt und mit Cardenoliden beladen, sodass jeder Bruch im Kapillarsystem der Pflanze zu einem Abfluss von Toxinen führt. Latex ist auch ziemlich gummiartig. Raupen im frühen Stadium sind besonders anfällig für den klebrigen Saft, der ihre Mandibeln fast festklebt.

Haarige Blätter: Gärtner wissen, dass die besten Pflanzen, um Rehe abzuhalten, solche mit unscharfen Blättern sind. Das gleiche Prinzip gilt wirklich für jeden Pflanzenfresser, denn wer möchte einen haarigen Salat? Wolfsmilchblätter sind mit winzigen Haaren bedeckt (genannt Trichome) dass Raupen nicht gerne kauen. Einige Arten von Wolfsmilch (wie Asclepias tuberosa) sind haariger als andere, und Studien haben gezeigt, dass Monarch-Raupen die unschärferen Wolfsmilch vermeiden, wenn sie die Wahl haben.

Wie schafft es ein Monarch bei all diesen ausgeklügelten Abwehrmaßnahmen gegen Wolfsmilch, sich ausschließlich von haarigen, klebrigen und giftigen Wolfsmilchblättern zu ernähren? Monarch-Raupen haben gelernt, wie man die Wolfsmilch entwaffnet. Wenn Sie Monarchen aufgezogen haben, haben Sie wahrscheinlich einige dieser strategischen Verhaltensweisen der Raupen beobachtet.

Erstens geben Monarch-Raupen den Wolfsmilchblättern einen Summenschnitt. Insbesondere Raupen im frühen Stadium sind sehr geschickt darin, die haarigen Teile des Blattes vor dem Fressen zu rasieren. Und denken Sie daran, einige Wolfsmilcharten sind haariger als andere. Raupen, die eine Vielzahl von Wolfsmilch anbieten, ernähren sich von Pflanzen, die weniger Pflege benötigen.

Als nächstes muss die Raupe die Herausforderung des Latex angehen. Eine Raupe im ersten Stadium ist so winzig, dass diese klebrige Substanz sie leicht immobilisieren kann, wenn sie nicht vorsichtig ist. Vielleicht haben Sie bemerkt, dass die kleinsten Raupen zuerst einen Kreis in das Blatt kauen und dann die Mitte des Rings essen (siehe nebenstehendes Foto). Dieses Verhalten wird als "Grabenbildung" bezeichnet. Auf diese Weise entwässert die Raupe den Latex effektiv aus diesem kleinen Bereich des Blattes und macht sich selbst zu einer sicheren Mahlzeit. Die Methode ist jedoch nicht kinderleicht, und eine gute Anzahl von Monarchen im frühen Stadium verfangen sich in Latex und sterben (nach einigen Untersuchungen sogar 30%). Ältere Raupen können eine Kerbe in den Blattstiel kauen, wodurch das Blatt herunterfällt und der größte Teil des Latex abfließen kann. Sobald der Milchsaft aufhört zu fließen, verbraucht die Raupe das Blatt (wie auf dem Foto oben).

Schließlich gibt es das Problem der giftigen Wolfsmilchcardenolide. Im Gegensatz zu der Geschichte, die oft über Monarchen und Wolfsmilch erzählt wird, deuten die Beweise darauf hin, dass Raupen von Monarchen unter den Auswirkungen des Konsums von Herzglykosiden leiden können und müssen. Verschiedene Arten von Wolfsmilch oder sogar verschiedene einzelne Pflanzen innerhalb einer Art können in ihren Cardenolidspiegeln erheblich variieren. Raupen, die sich von Wolfsmilch mit hohem Cardenolidgehalt ernähren, weisen geringere Überlebensraten auf. Studien haben gezeigt, dass weibliche Schmetterlinge es im Allgemeinen * vorziehen, ihre Eier auf Wolfsmilchpflanzen mit niedrigeren (mittleren) Cardenolidspiegeln abzulegen. Wenn die Einnahme von Herzglykosiden für ihre Nachkommen von großem Nutzen wäre, würden Sie erwarten, dass Frauen Wirtspflanzen mit der höchsten Toxizität suchen.

Im Wesentlichen haben Wolfsmilch und Monarchen einen langen koevolutionären Krieg geführt. Wolfsmilchpflanzen werfen immer wieder neue Verteidigungsstrategien auf die Monarchen, die an ihnen kauen, nur um die Schmetterlinge überlisten zu lassen. Was kommt als nächstes? Wie werden sich Wolfsmilch gegen die Raupen verteidigen, die einfach nicht aufhören, sie zu essen?

Es scheint, dass die Wolfsmilch bereits ihren nächsten Schritt gemacht hat und sich für eine Strategie entschieden hat, bei der Sie sich ihnen anschließen können, wenn Sie sie nicht schlagen können. Anstatt Pflanzenfresser wie die Raupen der Monarchen abzuschrecken, haben Wolfsmilchkraut ihre Fähigkeit beschleunigt, Blätter nachwachsen zu lassen. Vielleicht haben Sie das in Ihrem eigenen Garten bemerkt. Monarchen in der Früh- oder Zwischensaison können Blätter von einer Wolfsmilchpflanze abstreifen, aber an ihren Stellen sprießen neue, kleinere Blätter.

* - Neue Forschungsergebnisse legen nahe, dass weibliche Schmetterlinge manchmal, für medizinische ZweckeWählen Sie Wirtspflanzen mit höheren Herzglykosidspiegeln aus. Dies scheint jedoch eine Ausnahme von der Regel zu sein. Gesunde Frauen ziehen es vor, ihre Nachkommen keinen hohen Cardenolidkonzentrationen auszusetzen.

• Wechselwirkungen mit Wolfsmilch, MonarchLab, Universität von Minnesota. Zugriff am 8. Januar 2013.
• Die Biodiversitätstheorie bestätigte Cornell Chronicle, Cornell University. Zugriff am 8. Januar 2013.
• Monarch Biology, MonarchNet, Universität von Georgia. Zugriff am 8. Januar 2013.
• Monarchfalter Lebensraumbedürfnisse, US Forest Service. Zugriff am 8. Januar 2013.
• Antworten des Monarchfalter-Experten: Frühjahr 2003, Q & A mit Dr. Karen Oberhauser, Reise nach Norden. Zugriff am 8. Januar 2013.
• Herzglykoside, Virginia Commonwealth University. Zugriff am 7. Januar 2013.
• Wettrüsten zwischen Pflanzen und Insekten eskaliert durch die Evolutionvon Elizabeth L. Bauman, Hochschule für Agrar- und Biowissenschaften an der Cornell University, Herbst 2008.