Los investigadores de LSU han descubierto una nueva relación entre el cambio climático, las mariposas monarca y las plantas de algodoncillo. Resulta que el calentamiento de las temperaturas no solo afecta al monarca Danaus plexippus , directamente, pero también afecta a esta mariposa al convertir potencialmente su alimento vegetal favorito en un veneno.
Bret Elderd, profesor asociado en el Departamento de Ciencias Biológicas de LSU, y Matthew Faldyn, un estudiante de doctorado en el laboratorio de Elderd de Katy, Texas, publicaron sus hallazgos hoy con el coautor Mark Hunter del Departamento de Ecología y Biología Evolutiva yEscuela de Recursos Naturales y Medio Ambiente de la Universidad de Michigan. Este estudio se publica en ecología .
"Gran parte de la investigación del cambio climático global se centra en una sola especie y en cómo esa especie se verá afectada por el cambio climático", dijo Elderd. "Pero sabemos que, en realidad, las especies interactúan y, a menudo, están estrechamente vinculadas entre sí."
Una de estas interacciones de especies es la de la mariposa monarca y la planta de algodoncillo, género Asclepias. El monarca es un alimentador obligado de algodoncillo. Los individuos siempre ponen sus huevos en una planta de algodoncillo, y las larvas solo se desarrollan en varias especies de este particularplanta.
"Queríamos explorar cómo las interacciones entre especies, como la del monarca y el algodoncillo, cambian con el cambio climático, o el efecto indirecto del cambio climático en las mariposas monarcas a través de las plantas que comen y ponen sus huevos", dijo Elderd.
Faldyn y Elderd descubrieron que el calentamiento local asociado con el cambio climático puede producir cambios químicos en el algodoncillo que a su vez afectan a las mariposas monarca cuando ellas y sus larvas se alimentan de ciertas especies de esta planta, en particular el algodoncillo no nativo Asclepias curassavica .
"Es importante entender cómo los cambios mediados por el algodoncillo impactan a las mariposas monarcas", dijo Faldyn.
Hay varias especies diferentes de algodoncillo, pero todas comparten un rasgo común. Producen químicos tóxicos en el tejido de las hojas llamados cardenólidos que disuaden a la mayoría de los depredadores de vertebrados. Estos químicos pertenecen a la clase de glucósidos cardíacos que interfieren con las bombas de sodio y potasioen el corazón y otros tejidos, e incluso puede afectar a los humanos si se ingiere en grandes cantidades. Sin embargo, las monarcas han evolucionado para convertirse en tolerantes a los cardenólidos hasta cierto punto. Al poner sus huevos en plantas de algodoncillo que contienen niveles de cardenólidos que son tóxicospara sus depredadores, los monarcas protegen a sus crías de oruga para que no se coman. Después de eclosionar y comer hojas de algodoncillo, las orugas están llenas de cardenólidos que hacen que tengan un sabor desagradable para la mayoría de los depredadores, como las aves. Las mariposas monarca también secuestran este compuesto en sus alasSus alas contrastantes de color naranja brillante y negro indican "no me comas" a pájaros como los arrendajos azules.
Pero si una planta de algodoncillo produce demasiado de este químico tóxico, las orugas que se alimentan del tejido de las hojas de la planta pueden envenenarse inadvertidamente.
"Es una situación de Ricitos de Oro para las mariposas monarca. Muy pocos de estos químicos en el algodoncillo, y la planta no protegerá a las orugas monarca de comer", dijo Elderd. "Pero una concentración demasiado alta de estos químicos también puede dañarlos monarcas, ralentizando el desarrollo de la oruga y disminuyendo la supervivencia "
El truco radica en que las monarcas encuentran una especie de algodoncillo que sea la correcta en términos de la cantidad de cardenólidos que produce. En el sur de los EE. UU., Esta especie ideal resulta ser el algodoncillo invasivo A. Curassavica , conocido como "algodoncillo tropical", que se vende comúnmente en tiendas de jardinería.
" A. Curassavica es resistente. Se aferra a sus hojas más tiempo que la mayoría de las otras especies, y florece durante todo el año, lo que lo hace atractivo para los jardineros y propietarios de viviendas ", dijo Faldyn. La planta a menudo se vende a los propietarios con un eslogan como" Embellece tuYarda, salva a las mariposas "
Y a los monarcas les encanta lo invasivo A. Curassavica . De hecho, en las condiciones climáticas actuales, los monarcas adultos que se alimentan de esta especie de algodoncillo demuestran una mayor tasa de supervivencia y peso. Eso es porque A. Curassavica contiene la cantidad perfecta de cardenólidos, justo al borde del exceso. Pero las condiciones ambientales que aumentan los niveles de cardenólidos en esta planta, como las temperaturas más cálidas, pueden establecer una trampa ecológica para las monarcas.
A medida que esta planta detecta el aumento de las temperaturas, produce más cardenólidos, tal vez como un mecanismo de defensa.
Aumentos dependientes de la temperatura en las concentraciones de cardenólidos en A. Curassavica , que Elderd y Faldyn observaron en el campo dentro de los tres días posteriores a la colocación de pequeñas estructuras parecidas a un invernadero alrededor de estas plantas, empujar a las monarcas sobre un punto de inflexión, envenenar sus larvas, retrasar el crecimiento de las larvas y conducir a las mariposas con la longitud del ala atrofiada.
En esencia, con el cambio climático, demasiado de algo bueno se convierte en algo malo, específicamente cuando se trata de la planta de algodoncillo tropical. El nativo A. Incarnata el algodoncillo produce naturalmente menos químicos tóxicos que el algodoncillo tropical, pero las condiciones más cálidas no cambian radicalmente estos niveles. En condiciones de calentamiento global, a las monarcas que se alimentan de algodoncillo no nativo les va mucho peor en términos de crecimiento y supervivencia que a las monarcas que se alimentanen algodoncillo nativo.
"Si soy una mariposa monarca y estoy respondiendo a condiciones ambientales pasadas, pondré mis huevos en A. Curassavica ", dijo Elderd." Pero en condiciones de calentamiento global, haré un daño a mi descendencia sin saberlo "
Las condiciones de calentamiento que Elderd y Faldyn aplicaron a las plantas de algodoncillo en el campo imitan las temperaturas proyectadas que ocurrirán en Baton Rouge, Luisiana en los próximos 40 años o antes. Si, por ejemplo, hay una ola de calor.
"Se ha vuelto cada vez más reconocido que las interacciones de las especies, especialmente las interacciones entre especies estrechamente vinculadas, deben tenerse en cuenta al tratar de comprender los impactos completos del cambio climático en la dinámica ecológica", escribieron los autores.
Desafortunadamente, las plantas invasoras de algodoncillo están en todas partes del sur de los EE. UU. Faldyn espera crear conciencia entre los vendedores de plantas, los jardineros y los propietarios de viviendas que, dado el cambio climático global, es mejor plantar el algodoncillo nativo en lugar de la planta de algodoncillo tropical no nativa y penetrantepara los monarcas
¿Qué sigue?
Faldyn y Elderd están involucrando a estudiantes universitarios de LSU en una investigación de seguimiento, por ejemplo, para evaluar las condiciones que podrían reforzar las plantas nativas de algodoncillo en áreas donde tienen que competir con especies invasoras.
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Louisiana . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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