Att äta mjölkväv gör inte Monarch Caterpillars sjuk

De flesta vet det monarkfjärilar dra nytta av att mata mjölkväv som larver. Milkweed innehåller toxiner, vilket gör monarkfjärilen osmaklig för de flesta rovdjur. Monarkerna använder till och med aposematisk färg för att varna rovdjur att de kommer att äta en giftig måltid, om de väljer att byta på orange och svart fjäril. Men om mjölkväv är så giftigt, varför blir inte monarkerna sjuka av att äta mjölkväv?

Monarkfjärilar har utvecklats så att de kan tolerera den giftiga mjölkvägen.

Det är svaret som ofta ges på denna fråga, men vad betyder det exakt? Är monarkerna faktiskt immuna mot mjölkväxtoxiner? Inte exakt.

Mjölkväxter producerar inte gifter till monarkens fördel, naturligtvis producerar de gifter för att försvara sig mot växtätare, inklusive hungriga monarkrullar. Mjölkväxtanläggningar använder flera försvarsstrategier i kombination för att avskräcka insekter och andra djur som annars kan gumma dem ner till rötter.

kardenolider: De giftiga kemikalier som finns i mjölkvägar är faktiskt steroider som påverkar hjärtat, kallad kardenolider (eller hjärtglykosider). Hjärtsteroider används ofta medicinskt för att behandla medfødt hjärtsvikt och förmaksflimmer, men historiskt har de också använts som gifter, emetika och diuretika. När ryggradsdjur som fåglar äter kardenolider uppväger de ofta sin måltid (och lära sig en hård lektion!).

Latex: Om du någonsin har brutit ett mjölkvävblad, vet du att mjölkväv omedelbart strömmar fast klibbig vit latex. I själva verket är det därför Asclepias växter har smeknamnet mjölkväg - de verkar gråta mjölk från deras blad och stjälkar. Denna latex är under tryck och laddad med kardenolider, så varje brytning i växtens kapillärsystem resulterar i ett utflöde av toxiner. Latex är också ganska gummig. Larver från tidiga instar är särskilt mottagliga för den tjocka sapen som alla utom limmar sina mandibles.

Håriga löv: Trädgårdsmästare vet att de bästa växterna för att avskräcka rådjur är de med fuzzy löv. Samma princip gäller för alla växtätare, verkligen, för vem vill ha en hårig sallad? Milkweed löv är täckta i små hår (kallas trichomes) att larver inte gillar att tugga. Vissa arter av mjölkväv (som Asclepias tuberosa) är hårigare än andra, och studier har visat att monarch larver kommer att undvika de suddiga mjölkvägarna om de får ett val.

Så, med alla dessa sofistikerade mjölkvävförsvar, hur lyckas en monark mata uteslutande på håriga, klibbiga och giftiga mjölkvävblad? Monarch larver har lärt sig att avväpna mjölkvägen. Om du har tagit upp monarker har du antagligen observerat några av dessa strategiska beteenden hos larverna.

Först ger monark larver mjölkvävssidorna en surr. Särskilt larver från tidiga instar är ganska skickliga på att raka de håriga bitarna från bladet innan de tuggar ner. Och kom ihåg att vissa mjölkvägsarter är hårigare än andra. Larver som erbjuds olika mjölkvägar kommer att välja att livnära sig på växter som kräver mindre skötsel.

Därefter måste larven ta itu med latexens utmaning. En första instar larv är så liten att det klibbiga ämnet lätt kan mobilisera det om det inte är noggrant. Du kanske har lagt märke till att de minsta larverna tuggar en cirkel i bladet först och sedan äter mitt i ringen (se infogat foto). Detta beteende kallas "trenching". Genom att göra detta tömmer larven effektivt latexen från det lilla området av bladet och gör sig själv till en säker måltid. Metoden är emellertid inte idiotsäker, och ett stort antal tidiga instark-monarker fastnar i latex och dör (enligt en del forskning, så många som 30%). Äldre larver kan tugga ett hack i lövstammen, vilket får bladet att sjunka och låta det mesta av latexen rinna ut. När den mjölkiga sapen slutar rinna förbrukar larven bladet (som på bilden ovan).

Slutligen finns det problemet med de giftiga mjölkvävskardenoliderna. I motsats till berättelsen som ofta berättas om monarker och mjölkväger, tyder bevisen på att monark larver kan och lider effekterna av att konsumera hjärtglykosider. Olika arter av mjölkvägar, eller till och med olika enskilda växter inom en art, kan variera avsevärt i deras kardenolidnivåer. Larver som matar på mjölkvägar med höga halter kardenolider har lägre överlevnadsnivåer. Studier har visat att kvinnliga fjärilar i allmänhet * föredrar att äggla ut sina ägg på mjölkväxter med lägre (mellanliggande) kardenolidnivåer. Om intag av hjärtglykosider var helt fördelaktigt för deras avkommor, kan du förvänta dig att kvinnor söker värdväxter med den högsta toxiciteten.

I huvudsak har mjölkvägar och monarker haft ett långt samevolutionärt krig. Mjölkväxter kasta fortfarande nya försvarsstrategier mot monarkerna som gabbar på dem, bara för att få fjärilarna överträffade dem. Så vad är nästa? Hur kommer mjölkvägar att försvara sig mot larver som helt enkelt inte slutar äta dem?

Det verkar som om mjölkväven redan har gjort sitt nästa steg och valt en strategi om du inte kan slå dem, gå med dem. I stället för att avskräcka växtätare som monarkens larver, har mjölkvägar påskyndat deras förmåga att växa igen löv. Du kanske har lagt märke till detta i din egen trädgård. Tidiga eller mitten av säsongen monarker kan strippa löv från en mjölkväxt, men nya, mindre blad spira på sina platser.

* - Ny forskning tyder på att kvinnliga fjärilar ibland kan, för medicinska ändamål, välj värdväxter med högre hjärtglykosidnivåer. Detta verkar dock vara ett undantag från regeln. Friska kvinnor föredrar att inte utsätta sina avkommor för höga halter kardenolider.

• Interaktioner med Milkweed, MonarchLab, University of Minnesota. Öppnade 8 januari 2013.
• Biodiversitetsteori bekräftade Cornell Chronicle, Cornell University. Öppnade 8 januari 2013.
• Monarch Biology, MonarchNet, University of Georgia. Öppnade 8 januari 2013.
• Monarch Butterfly Habitat Behov, U.S. Forest Service. Öppnade 8 januari 2013.
• Svar från Monarch Butterfly Expert: våren 2003, Frågor och svar med Dr. Karen Oberhauser, Journey North. Öppnade 8 januari 2013.
• Hjärtglykosider, Virginia Commonwealth University. Åtkom 7 januari 2013.
• Arms Race mellan växter och insekter eskalerar genom evolution, av Elizabeth L. Bauman, College of Agriculture and Life Sciences vid Cornell University, hösten 2008.