Tumbuhan berbunga hanya muncul dalam catatan fosil sekitar 100 juta tahun yang lalu, namun mereka merupakan 90 persen dari kerajaan tumbuhan. Sementara itu, sekitar 75 persen spesies hewan yang dikenal adalah serangga. Dalam Origin of Species, Charles Darwin mengajukan penjelasan untuk keanekaragaman yang menakjubkan ini: penyerbukan. Tumbuhan dan penyerbuk serangga mereka, ia menduga, harus berevolusi bersama satu sama lain dalam suatu proses yang ia ciptakan sebagai "ko-evolusi" sampai mereka berkembang menjadi susunan bentuk yang mempesona.
Konten terkait
- Perubahan Iklim Menurunkan Burung di Gurun Mojave
- Bagaimana Perubahan Iklim Akan Mengubah Hewan dan Tumbuhan Ikonik Taman Nasional
- Pohon Joshua California Di Bawah Ancaman
Tetapi di dunia tanaman yang luas dan penyerbuknya, ada satu contoh bahwa Darwin dianggap sebagai "kasus pembuahan paling indah yang pernah diterbitkan" dalam surat kepada ahli botani Joseph Dalton Hooker. Ini adalah kasus aneh dari pohon Yosua dan ngengat yucca.
Kami akan mulai dengan pohon Joshua, tanaman paling ikonik Gurun Mojave. Dengan daun-daunnya yang berduri dan rumbai-rumbai yang dipukuli di atasnya oleh bunga-bunga yang tajam dan berliku-liku yang mengarah ke langit gurun, semak belukar yang diadaptasi dari gurun ini memiliki reputasi akan dunia lain. Setiap orang yang melewati padang pasir akan mengingat pohon Yosua yang agung; namanya telah mengilhami para seniman, pembuat film, dan banyak lainnya yang tinggal dalam mencari transendensi.
Akan tetapi, hanya sedikit pengelana yang menyukai puitis tentang mitra evolusinya, ngengat yucca. Bug kecil, dun awalnya tidak sederhana, tetapi setelah diperiksa lebih dekat, itu adalah kecocokan yang sama luar angkasa untuk pohon ikon Joshua. Alih-alih menjadi juru bicara yang biasa, ia menggunakan peleburan yang aneh, seperti tentakel, sejenisnya yang unik di antara serangga — dan melayani tujuan penting dalam ekosistem gurun.
Tanpa nektar untuk menarik penyerbuk, pohon-pohon Joshua semata-mata mengandalkan ngengat sederhana ini untuk penyerbukan. Ngengat yucca menggunakan pelengkap rahangnya yang cerdik untuk mengumpulkan serbuk sari dari bunga pohon Joshua dan menyimpannya di bagian betina setiap bunga saat ngengat bergerak di antara bunga-bunga. Pada gilirannya, ngengat meletakkan telurnya dengan ovipositor yang tipis seperti pisau pada biji bunga.
Ketika mereka menetas, ulat ngengat yucca memakan bijinya — satu-satunya sumber makanan mereka — sebelum merangkak ke tanah untuk membentuk kepompong. Dan siklus dimulai lagi.
Menurut Christopher Smith, ahli biologi di Willamette University yang mempelajari hubungan penyerbuk, hubungan antara ngengat yucca dan pohon Joshua tidak seperti yang lain di dunia alami. Dia harus tahu: Smith telah lama mempelajari hubungan beragam antara serangga dan tanaman di padang pasir. Penelitian sebelumnya berfokus pada kaktus longhorn kumbang dan spesies tanaman berduri mereka berinteraksi dengan seluruh Gurun Sonoran. Tetapi tidak ada, katanya, dibandingkan dengan pohon Yosua dan ngengat yucca.
Kebanyakan penyerbuk secara tidak sengaja membantu tanaman yang diserbuki. Lebah dan burung akan bersentuhan dengan serbuk sari saat mereka memakan nektar bunga, menyebarkannya dari tanaman ke tanaman saat mereka melanjutkan pesta sehari. Bukan ngengat yucca: karena ulatnya bergantung pada keberadaan pohon Joshua yang berkelanjutan dan benihnya yang lezat, penyerbukan ngengat yucca adalah tindakan aktif untuk bertahan hidup. Terlebih lagi, kemitraan ini telah berlangsung selama jutaan tahun.
Pohon Joshua lebih dari sekadar memberikan inspirasi artistik: mereka menciptakan dukungan lingkungan yang penting bagi ekosistem gurun yang tidak kenal kompromi. Semak-semak yang indah ini menyediakan makanan dan tempat berlindung bagi hewan-hewan di semak belukar Mojave, di mana sumber daya sangat langka. Selama musim semi, bunganya adalah satu-satunya sumber makanan basah yang tersedia untuk serangga, gagak, dan tupai tanah.
Namun hari ini, kemitraan jangka panjang mereka mungkin dalam bahaya mogok, karena habitat alami pohon Joshua menghadapi ancaman baru.
Ngengat yucca yang tampak biasa-biasa saja adalah setengah dari kemitraan evolusi yang telah ada sejak jutaan tahun lalu. (Will (Tad) Cole) Ngengat yang tepat untuk pekerjaan itu
Ada dua jenis pohon Joshua yang berbeda, dibagi oleh cekungan dataran rendah Death Valley dan Gurun Amargosa: pohon Joshua timur berdaun pendek (Yucca brevifolia jaegeriana) dan arboreal, pohon Joshua barat berdaun panjang (Y. b. brevifolia). Keduanya sangat berbeda, para ilmuwan bahkan menganjurkan membelah brevifoli Yucca menjadi dua spesies. Tetapi alasan evolusi apa yang menyebabkan perbedaan ini?
Itu, kata Smith, adalah "pertanyaan multi-juta dolar."
Ngengat dapat memegang jawabannya. Para ahli ekologi lama meyakini bahwa satu spesies ngengat yucca (Tegeticula synthetica) menyerbuki kedua jenis pohon Joshua. Tetapi pada tahun 2003, sebuah tim ilmuwan menemukan bahwa ngengat yucca (T. antithetica) yang secara genetik berbeda menyerbuki pohon-pohon timur secara eksklusif. Seperti pohon Joshua sendiri, ngengat ini lebih pendek dari rekannya di barat. Yang lebih menakutkan, perbedaan jarak antara stigma dan ovula antara kedua jenis pohon itu sama dengan perbedaan ukuran tubuh, kepala ke perut, antara kedua ngengat.
“Saya berpikir, 'Itu tidak mungkin kebetulan, '” kata Smith.
Untuk menentukan apakah ko-evolusi menghasilkan spesiasi yang mencurigakan ini, Smith memimpin tim ilmuwan warga pada tahun 2013 dan 2014 untuk mengumpulkan data morfologis di satu tempat di mana dua spesies pohon Joshua dan ngengat yang terkait hidup dalam harmoni: Tikaboo Valley.
Smith dan timnya mengamati bahwa ngengat yucca menyimpan telurnya lebih efisien di pohon Joshua masing-masing, dan pohon Joshua pada gilirannya memberikan lebih banyak ruang bagi telur ketika diserbuki oleh ngengat yang disukai. Hasil awal Smith juga menunjukkan bahwa ngengat lebih berhasil bereproduksi ketika ukuran tubuh mereka cocok dengan ukuran tangkai antara stigma dan ovarium bunga, yang dikenal sebagai gaya.
Meskipun ngengat akan menyerbuki bunga yang gayanya terlalu panjang, mereka hampir tidak pernah berhasil meletakkan telur yang menetas menjadi ulat. Ketika gaya terlalu pendek, ngengat dapat merusak bunga dengan ovipositor mereka.
Smith menunjukkan bahwa korespondensi ini tidak selalu membuktikan ko-evolusi. Pohon-pohon Joshua dapat berevolusi sebagai reaksi terhadap sesuatu di lingkungan alami mereka, dan ngengat dapat merespons, yang menunjukkan evolusi, ketika satu spesies berubah sebagai respons terhadap tekanan lingkungan (dan kemudian yang lain berevolusi sebagai respons terhadap spesies pertama yang resonding) - tetapi bukan evolusi bersama, di mana kedua spesies berubah secara timbal balik sebagai respons satu sama lain.
Untuk menghilangkan potensi keacakan, Smith sekarang berencana untuk memetakan genom pohon Joshua melalui kolaborasi yang disebut Joshua Tree Genome Project, diluncurkan Maret lalu oleh Smith dan enam ilmuwan lainnya dan didanai melalui kombinasi crowdsourcing dan dukungan dari Living Desert . Selain dari penelitian Smith, salah satu tujuan utama proyek ini adalah untuk mengidentifikasi gen-gen yang terlibat dalam adaptasi pohon Joshua terhadap iklim untuk merencanakan krisis iklim yang akan datang.
Begitu dia memiliki genom dari dua pohon Joshua, Smith akan membandingkannya dengan genom tanaman yang diteliti dengan baik untuk menentukan gen mana yang sesuai dengan morfologi bunga, panjang cabang dan karakteristik lainnya. Dari sana, ia dapat membandingkan genom dari dua spesies pohon Joshua dan menentukan variasi rata-rata di antara alelnya — yaitu, variasi karena evolusi. Gen yang menunjukkan variasi dramatis jika dibandingkan dengan garis dasar ini ditandai untuk seleksi alam.
Bagian penting dari strategi itu mungkin dalam hubungannya dengan ngengat yucca. Penelitian telah menunjukkan bahwa perbedaan panjang ovipositor dan ukuran tubuh dalam genom ngengat lebih jelas, menunjukkan bahwa seleksi alam telah mendorong perbedaan tersebut. Smith berharap menemukan hal yang sama untuk morfologi bunga pohon Joshua.
Smith dan timnya mengumpulkan ngengat yucca untuk mempelajari morfologi mereka. (Christopher Smith) Balap waktu
Tapi waktu mungkin habis. Pohon Joshua secara kritis terancam oleh perubahan iklim: karena iklim pemanasan menguapkan air yang berharga dari tanah dan frekuensi hujan berkurang, bibit pohon Joshua lebih kecil kemungkinannya untuk bertahan hidup pada musim kemarau yang berkepanjangan dibandingkan dengan rekan mereka yang sudah dewasa.
"Banyak kali ketika orang melihat tempat seperti Taman Nasional Joshua Tree tempat Anda melihat banyak pohon dewasa, mereka berpikir itu terlihat sehat, " kata Cameron Barrows, ahli ekologi di Pusat Konservasi Biologi di Universitas California di Tepi sungai. "Tetapi jika Anda tidak melihat remaja, itu berarti spesies tidak menggantikan dirinya sendiri."
Karena lebih sedikit bibit pohon Joshua yang bertahan hidup dan matang, populasinya berkurang, demikian juga keanekaragaman padang pasir. Karena pohon Joshua adalah spesies batu kunci di Mojave, sejumlah serangga, kadal, dan burung yang berbeda akan kehilangan sumber habitat penting di, di, dan di bawah dahan mereka.
Menurut model iklim Barrows, Gurun Mojave bisa kehilangan hingga 90 persen pohon Joshua sebelum akhir abad ini. Bahkan dalam skenario terburuk, ada bintik-bintik yang disebut Barrows sebagai "tempat berlindung" di mana pohon Joshua dapat berkembang biak dan berkembang - jika mereka menghindari gulma dan kebakaran hutan invasif - tetapi kisarannya menyusut jauh.
Seperti banyak organisme, pohon Joshua bermigrasi sebagai respons terhadap pemanasan habitat mereka dengan menjatuhkan benih mereka ke utara. Saat ini, bibit tumbuh dalam jarak 100 meter dari tanaman induknya; untuk mencapai daerah yang cukup dingin untuk bertahan hidup, mereka mungkin perlu bergerak ribuan mil. Bibit pohon Joshua belum menunjukkan kemampuan untuk menyebar begitu cepat.
Mungkin lebih penting lagi, tidak ada ngengat yucca. “Kami tidak tahu bagaimana mungkin ngengat yucca bereaksi terhadap bergerak ribuan mil ke utara, ” Smith mengakui. Karena masa hidup ngengat yucca yang singkat dan interaksi singkat dengan pohon Joshua, sulit untuk mempelajari bagaimana mereka akan menanggapi perubahan seperti itu di lingkungan mereka. Tanpa penyerbuk tunggal mereka, pohon Joshua akan musnah terlepas dari apakah benih mereka dapat melakukan perjalanan.
Memahami hubungan simbiosis ini menjadi lebih penting ketika mengembangkan strategi untuk menanggapi perubahan iklim. Beberapa ilmuwan menyarankan spesies pemindahan fisik yang terancam oleh perubahan iklim, tetapi ini dapat mengganggu sistem yang belum sepenuhnya dipahami.
"Seringkali, ahli biologi konservasi menganggap komunitas massa sebagai statis, " kata Smith. “Dalam membuat strategi konservasi, kita perlu memikirkan tidak hanya seperti apa sistem hari ini, tetapi bagaimana sistem akan berubah di masa depan sebagai tanggapan terhadap perubahan dunia.”
Satu hal yang pasti: Hilangnya pohon Joshua akan secara drastis mengubah citra Gurun Mojave dalam kesadaran kolektif. Sekarang nasib pohon-pohon ini — dan kemampuan kita untuk mempertahankannya — terletak di mulut seekor ngengat kelabu kecil.
