Het eten van kroontjeskruid maakt de rupsen van de monarch niet ziek

Dat weten de meeste mensen Monarch vlinders profiteren van het eten van kroontjeskruid als rupsen. Milkweed bevat gifstoffen, waardoor de monarchvlinder onaangenaam is voor de meeste roofdieren. De vorsten gebruiken zelfs een positieve kleuring om roofdieren te waarschuwen dat ze een giftige maaltijd zullen eten, als ze ervoor kiezen om op de oranje en zwarte vlinder. Maar als kroontjeskruid zo giftig is, waarom worden de vorsten dan niet ziek van het eten van kroontjeskruid?

Monarchvlinders zijn geëvolueerd zodat ze de giftige kroontjeskruid kunnen verdragen.

Dat is het antwoord dat vaak op deze vraag wordt gegeven, maar wat betekent dat precies? Zijn de vorsten eigenlijk immuun voor de kroontjesgifstoffen? Niet precies.

Kroontjesplanten produceren geen gifstoffen ten behoeve van de monarch, natuurlijk produceren ze gifstoffen om zichzelf te verdedigen tegen herbivoren, waaronder hongerige rupsen van de monarch. Milkweed-planten gebruiken verschillende afweerstrategieën in combinatie om insecten en andere dieren af ​​te schrikken die ze anders tot aan de wortels zouden opeten.

Cardenolides: De giftige chemicaliën die in melkkruiden worden aangetroffen, zijn eigenlijk steroïden die het hart beïnvloeden, cardenolides (of hartglycosiden) genoemd. Hartsteroïden worden vaak medisch gebruikt om aangeboren hartfalen en boezemfibrilleren te behandelen, maar in het verleden zijn ze ook gebruikt als vergif, braakmiddel en diuretica. Wanneer gewervelde dieren zoals vogels cardenolides binnenkrijgen, braken ze vaak hun maaltijd uit (en leren een harde les!).

Latex: Als je ooit een kroontjesblad hebt gebroken, weet je dat kroontjeskruid onmiddellijk kleverige, witte latex ademt. Dit is eigenlijk waarom Asclepias planten hebben de bijnaam kroontjeskruid - ze lijken melk van hun bladeren en stengels te wenen. Deze latex staat onder druk en is beladen met cardenoliden, dus elke breuk in het capillaire systeem van de plant resulteert in een uitstroom van gifstoffen. Latex is ook nogal gomachtig. Rupsen in het vroege stadium zijn bijzonder vatbaar voor het kleverige sap dat hun onderkaken zo goed als vastlijmt.

Harige bladeren: Tuinders weten dat de beste planten om herten af ​​te schrikken die met pluizige bladeren zijn. Hetzelfde principe geldt eigenlijk voor elke herbivoor, want wie wil er een harige salade? Milkweed-bladeren zijn bedekt met kleine haartjes (genaamd trichomen) dat rupsen niet graag kauwen. Sommige soorten kroontjes (zoals Asclepias tuberosa) zijn hariger dan andere, en studies hebben aangetoond dat rupsen van de monarch de vage melkkroos zullen vermijden als ze een keuze krijgen.

Dus, met al deze geavanceerde verdediging tegen kroontjes, hoe slaagt een vorst erin om zich uitsluitend te voeden met harige, kleverige en giftige kroontjesbladeren? Monarch-rupsen hebben geleerd hoe ze de kroontjeskruid kunnen ontwapenen. Als je vorsten hebt grootgebracht, heb je waarschijnlijk enkele van deze strategische gedragingen van de rupsen waargenomen.

Ten eerste geven monarchrupsen de kroontjeskruid een buzz-cut. Vooral rupsen in het vroege stadium zijn behoorlijk bedreven in het scheren van de harige stukjes van het blad voordat ze gaan eten. En vergeet niet dat sommige soorten kroontjes hariger zijn dan andere. Rupsen die een verscheidenheid aan milkweeds aanbieden, kiezen ervoor om zich te voeden met planten die minder verzorging nodig hebben.

Vervolgens moet de rups de uitdaging van de latex aanpakken. Een eerste instar rups is zo klein dat deze kleverige substantie hem gemakkelijk kan immobiliseren als hij niet oppast. Misschien heb je gemerkt dat de kleinste rupsen eerst een cirkel in het blad kauwen en vervolgens het midden van de ring opeten (zie inzetfoto). Dit gedrag wordt 'greppelen' genoemd. Door dit te doen, verwijdert de rups de latex effectief uit dat kleine deel van het blad en maakt het zichzelf een veilige maaltijd. De methode is echter niet waterdicht en een groot aantal vroege instar monarchen raakt verstrikt in latex en sterft (volgens onderzoek, maar liefst 30%). Oudere rupsen kunnen een inkeping in de bladsteel kauwen, waardoor het blad gaat hangen en het meeste latex weg kan lopen. Zodra het melkachtige sap stopt met stromen, verbruikt de rups het blad (zoals op de foto hierboven).

Ten slotte is er het probleem van de giftige kroontjes cardenolides. In tegenstelling tot het verhaal dat vaak wordt verteld over vorsten en kroontjes, suggereert het bewijs dat rupsen van vorsten de effecten van het consumeren van hartglycosiden kunnen en zullen ondergaan. Verschillende soorten kroontjes, of zelfs verschillende individuele planten binnen een soort, kunnen aanzienlijk variëren in hun cardenolideniveaus. Rupsen die zich voeden met melkkruiden met een hoog gehalte aan cardenoliden, hebben een lagere overlevingskans. Studies hebben aangetoond dat vrouwelijke vlinders over het algemeen * hun eieren het liefst ovipositeren op kroontjesplanten met lagere (intermediaire) cardenolideniveaus. Als de inname van hartglycosiden hun nakomelingen volledig ten goede zou komen, zou je verwachten dat vrouwtjes waardplanten zoeken met de hoogste toxiciteit.

In wezen hebben milkweeds en vorsten een lange co-evolutionaire oorlog gevoerd. Milkweed-planten blijven nieuwe verdedigingsstrategieën naar de vorsten gooien die erop kauwen, alleen om de vlinders hen te slim af te zijn. Dus wat nu? Hoe zullen milkweeds zichzelf beschermen tegen de rupsen die er gewoon niet mee ophouden ze te eten?

Het lijkt erop dat de kroontjeskruid al zijn volgende zet heeft gemaakt en heeft gekozen voor een strategie "als je ze niet kunt verslaan, doe mee". In plaats van herbivoren zoals de monarchrupsen af ​​te schrikken, hebben milkweeds hun vermogen om bladeren te laten groeien, versneld. Misschien heb je dit in je eigen tuin opgemerkt. Monarchen in het vroege of middenseizoen kunnen bladeren van een kroontjesplant verwijderen, maar nieuwe, kleinere bladeren ontkiemen op hun plaatsen.

* - Nieuw onderzoek suggereert dat vrouwelijke vlinders soms, voor medicinale doeleinden, selecteer waardplanten met hogere hartglycosideniveaus. Dit lijkt echter een uitzondering op de regel te zijn. Gezonde vrouwtjes geven er de voorkeur aan hun nakomelingen niet bloot te stellen aan hoge cardenoliden.

• Interacties met Milkweed, MonarchLab, Universiteit van Minnesota. Toegang tot 8 januari 2013.
• Biodiversiteitstheorie bevestigde Cornell Chronicle, Cornell University. Toegang tot 8 januari 2013.
• Monarch Biology, MonarchNet, University of Georgia. Toegang tot 8 januari 2013.
• Monarch Butterfly Habitat Needs, Amerikaanse Forest Service. Toegang tot 8 januari 2013.
• Antwoorden van de Monarch Butterfly Expert: voorjaar 2003, Q&A met Dr. Karen Oberhauser, Journey North. Toegang tot 8 januari 2013.
• Cardiale glycosiden, Virginia Commonwealth University. Toegang tot 7 januari 2013.
• Wapenwedloop tussen planten en insecten escaleert door evolutie, door Elizabeth L. Bauman, College of Agricultural and Life Sciences aan de Cornell University, herfst 2008.