Srebrny miecz Mauna Kea
|
|
| Srebrny miecz Mauna Kea | |
|---|---|
| Srebrny miecz Mauna Kea na Mauna Kea ( zwróć uwagę na płot ochronny ) | |
| Klasyfikacja naukowa | |
| Królestwo: | Planty |
| Klad : | Tracheofity |
| Klad : | okrytozalążkowe |
| Klad : | Eudikotki |
| Klad : | Asterydy |
| Zamówienie: | Asterales |
| Rodzina: | astrowate |
| Rodzaj: | argyroksyf |
| Gatunek: |
|
| podgatunki: |
Jak. subsp. kanapka
|
| Nazwa trójmianowa | |
|
Argyroxiphium sandwicense subsp. kanapka |
|
Argyroxiphium sandwicense subsp. sandwicense , srebrny miecz Mauna Kea , jest wysoce zagrożoną wyginięciem rośliną kwitnącą, występującą endemicznie na wyspie Hawaiʻi ( Wielka Wyspa ) na Hawajach . Jest to „klejnot w koronie” wulkanicznej góry Mauna Kea , od której pochodzi angielska nazwa. Hawajska nazwa to ʻahinahina ; dotyczy to szerzej srebrnych mieczy. Srebrny miecz Mauna Kea był kiedyś powszechny na wulkanie i podejmowane są nadzwyczajne wysiłki w celu ochrony gatunku.
Srebrne Miecze – Argyroxiphium
Blisko spokrewniony z mieczem srebrnym Haleakala ( Argyroxiphium sandwicense subsp. macrocephalum ) i należący do rodziny astrowatych , miecz srebrny Mauna Kea jest członkiem sojuszu mieczy srebrnych , grupy około 50 gatunków w trzech rodzajach , wszystkie endemiczne dla wysp hawajskich . Ich zróżnicowane morfologie zaprzeczają bardzo bliskiemu pokrewieństwu genetycznemu i sugerują niezwykle szybką ewolucję z jednego gatunku prekursora. Sojusz srebrnego miecza jest uważany za najbardziej dramatyczny przykład promieniowania adaptacyjnego wśród roślin na Hawajach, ilustrujący rolę izolacji i charakterystycznych warunków ekologicznych w promowaniu ewolucji .
Opis
Miecz srebrny Mauna Kea jest wyprostowanym, jednołodygowym i jednokarpicznym lub rzadko rozgałęzionym i polikarpicznym ziołem drzewiastym podstawy, tworzącym kuliste skupisko grubych, spiralnie ułożonych, srebrzystozielonych kłaczków w kształcie miecza, kłaczkowate, liniowo-ligulowate do liniowo- liście lancetowate zebrane w rozetę. Rozeta nabłonkowa lub prawie nabłonkowa może mieć średnicę 0,6 m (2 stopy) lub większą, z pojedynczymi liśćmi o długości do 0,3 m (1 stopa) i zwykle ma mniej niż 1,3 cm ( 1 / 2 cala) szerokości.
Liście są całkowicie pokryte gęstą warstwą długich srebrzystych włosów. Liście wszystkich srebrnych mieczy mają niezwykłą i ważną zdolność do magazynowania wody w postaci żelu w przestrzeniach wewnątrzkomórkowych, gdzie inne liście roślin zawierają powietrze.
Kwitnąca łodyga, która pojawia się na kilka tygodni przed kwitnieniem, jest wąska, ale może osiągnąć prawie 3 m (9,8 stopy) wysokości. Składa się z licznych, bardzo lepkich łodyg zawierających do 600 kwitnących główek o średnicy około 2,5 cm ( 31 / 32 cala), z których każda zawiera 500 pojedynczych kwiatów. Każda główka ma na obrzeżach około tuzina różowych do bordowych płatków przypominających płatki kwiatów promieni.
Owoce przypominają słonecznik, ale są długie i smukłe i zwykle zwieńczone około 6 nierównymi łuskami o długości mniejszej niż 0,3 cm ( 1 / 8 cala).
Roślina żyje przez wiele lat, aż zakwitnie; szacunki dotyczące jego żywotności wahają się od 5–15 do 40 lat. Kwitnienie występuje głównie od połowy czerwca do listopada. Nietypowe rośliny mają gałęzie, które kwitną i obumierają niezależnie od rośliny głównej, tak że osobniki te umierają dopiero po kwitnieniu ostatniej gałęzi.
- Inne podgatunki
Inne podgatunki, A. sandwicense subsp. macrocephalum , znajduje się w kraterze Haleakala i wokół niego . Różnią się przede wszystkim kształtem kwiatostanu - szerszy u roślin Haleakala (mniej niż 4 razy dłuższy niż szeroki) i węższy na Mauna Kea (4,3–8,6 razy dłuższy niż szeroki). Podgatunek Haleakalā ma również ogólnie więcej różyczek promieni, 11–42 w porównaniu z 5–20 w przypadku Mauna Kea.
Dostosowanie
Argyroxiphium wyewoluował z wymarłego już gatunku, z którego wyewoluował obecny smoła kalifornijska (rodzaj Raillardiopsis ), odbiegając od wspólnego przodka z kontynentu około 5 lub 6 milionów lat temu. Badania molekularnego DNA zdecydowanie potwierdzają tę hipotezę. Zakłada się, że kolonizujący osobnik dotarł na Hawaje na ptasich piórach, zmuszając „potrzebę poważnego rozważenia ekstremalnego rozprzestrzeniania się na duże odległości o wielkości międzykontynentalnej”, ponieważ gatunek musiał pokonać barierę rozprzestrzeniania się co najmniej 3900 km (2400 mil) otwartych oceanu, odległość o 60% większa niż odległość dzieląca Afrykę i Amerykę Południową.
Srebrny miecz Mauna Kea ewoluował, aby przetrwać wyjątkowo surowe subalpejskie warunki, w których praktycznie żadna inna roślina nie mogła rosnąć. Nie posiada jednak mechanizmu ochronnego przed pasącymi się ssakami , który nie istniał na Hawajach przez miliony lat adaptacji roślin. Sherwin Carlquist, który jako pierwszy ustalił pradawną rolę smoły kalifornijskiej w ewolucyjnej historii hawajskich srebrnych mieczy, spekulował, że ich prekursorowy gatunek z kontynentu mógł mieć żywicę nieapetyczną dla roślinożerców .
Jest to znana historia hawajskim botanikom; dwoma często wymienianymi przykładami podobnej utraty cech obronnych są endemiczna malina hawajska ( Rubus hawaiensis ), która wyewoluowała tak, że nie ma kolców, oraz endemiczna hawajska pokrzywa, która straciła swoje żądło. Bez selektywnej presji, aby utrzymać te mechanizmy, gatunkom tym nie udało się zachować żadnych ochronnych cech, które mogli posiadać ich przodkowie. Jednak przewaga ochronna faworyzowała smoły i miecze srebrne ze względu na ich wyjątkową zdolność do magazynowania wody w postaci żelu wewnątrzkomórkowego, adaptację, która umożliwiłaby gatunkowi życie w suchych środowiskach.
Oryginalne siedlisko
Zapisy historyczne sugerują, że srebrny miecz Mauna Kea dominował kiedyś na Mauna Kea , przystosowując się szczególnie dobrze do smaganej wiatrem odsłoniętej alpejskiej pustyni na wysokości 2600–3800 m (8500–12 500 stóp). W tym regionie wilgotność jest praktycznie zerowa, a opady występują na ogół w postaci zimowego śniegu. Średnie roczne opady wynoszą mniej niż 51–102 cm (20–40 cali) rocznie, głównie zimą, z ekstremalną suszą latem. Nie ma cienia od gorącego tropikalnego słońca ani ochrony przed nocnymi temperaturami, które o każdej porze roku spadają poniżej zera. Gleba jest cienka, kamienista, popiół wulkaniczny. W wyższych partiach tego siedliska nie rosną żadne inne rośliny.
W tym pozornie niegościnnym środowisku Argyroxiphium kwitło. Najwcześniejsze wzmianki o zasięgu srebrnego miecza Mauna Kea nie wskazują na rzadkość; martwe łodygi zostały zebrane na opał przez odkrywców w 1825 r. Więcej niż jeden anegdotyczny szacunek dokonany w latach dwudziestych XX wieku na temat wcześniejszej populacji głosił, że rośliny liczyły tysiące; jeden raport był taki, że rośliny pokrywały zbocze, tak że słońce je oślepiało. Pierwsza dokumentacja o jego upadku pochodzi z 1892 r., kiedy mówiono, że kiedyś występował licznie, ale „teraz jest prawie wymarły, z wyjątkiem najbardziej surowych i niedostępnych miejsc”.
Bliski wyginięcia
Kwitnąca populacja została zredukowana do kilku osobników w ciągu 25 lat w wyniku serii decyzji dotyczących użytkowania gruntów. W latach dziewięćdziesiątych XVIII wieku ludzie sprowadzili na wyspy bydło , owce , kozy , psy i świnie . Zarówno domowe, jak i dzikie zwierzęta żerowały na otwartym terenie lub były karmione rodzimymi roślinami. Do 1851 roku na Mauna Kea było około 3000 zdziczałych owiec i 12 000 zdziczałego bydła. Zdziczałe psy kontrolowały populację owiec do 1921 roku, kiedy to psy były systematycznie eliminowane. Populacja srebrnych mieczy Mauna Kea spadła wraz ze wzrostem populacji owiec po 1921 r .; żywe srebrne miecze widziano tylko na klifach w Puhakuloa, Waikahalulu i Waipahoehoe Gulches. Populacja owiec na Mauna Kea ostatecznie przekroczyła 40 000 w latach trzydziestych XX wieku, dziesiątkując bezbronne rodzime rośliny, w tym pozostałe srebrne miecze. Dzikie owce zostały następnie znacznie zredukowane w latach 1936-1950, ale były chronione do 1981 roku jako zwierzyna łowna na terenach Rezerwatu Leśnego, które pokrywają się z pierwotnym siedliskiem srebrnego miecza Mauna Kea.
Ratunek i reintrodukcja
Początkowe wysiłki mające na celu uratowanie srebrnego miecza Mauna Kea koncentrowały się na odgrodzeniu kilku znanych pozostałych roślin, głównie z wczesnych prób uprawy. Próby te były nieskuteczne w powstrzymywaniu kopytnych. W 1981 r. państwo wyeliminowało prawie wszystkie zdziczałe owce, ale już pojawiło się większe zagrożenie: owce muflony , sprowadzony na wyspę jako zwierzyna łowna w 1954 roku. Bardziej zwinny niż zdziczałe owce, muflon kontynuował grabieże, docierając nawet do pojedynczych osobników i przeskakując płoty, które były odpowiednie przeciwko zdziczałym owcom. Usuwanie tych zwierząt rozpoczęto w 1988 r. Utworzono szereg coraz większych wylęgów, do których włączono niektóre dzikie pojedyncze rośliny.
Srebrny miecz Mauna Kea został ogłoszony federalnym gatunkiem zagrożonym w 1986 roku, a tylko 41 naturalnie występujących roślin przetrwało na wolności w 2003 roku.
Uprawa – pierwsze próby
Rozmnażanie gatunku rozpoczęło się w latach 70. XX wieku, z początkowo skromnymi wynikami. Spis powszechny przeprowadzony w 1984 roku wykazał 131 roślin, z których tylko 15 uważano za dzikie i nie rozmnażane w szkółkach. Wydział Botaniki Uniwersytetu Hawaiʻi opublikował zdjęcie z 1987 r., Które, jak twierdzą, przedstawia jedyną znaną naturalną populację srebrnego miecza Mauna Kea w tamtym czasie, kilka osobników na klifach nad rzeką Wailuku, do których nie mogły dotrzeć żadne żerujące ssaki. Około 1500 srebrnych mieczy Mauna Kea zostało przesadzonych w latach 1973-1998. Rośliny hodowano do dojrzałości kwitnienia, ale zaczynanie od tylko jednej lub dwóch rodziców płci żeńskiej spowodowało wąską różnorodność genetyczną. Było to widoczne w nietypowej cesze potomstwa, polegającej na wytwarzaniu gałęzi. Gałęzie mogłyby zakwitnąć niezależnie od siebie, po czym gałąź, ale nie roślina, umarłaby. Typowa historia wzrostu tego gatunku polega na wytworzeniu pojedynczej łodygi kwiatowej, po której następuje śmierć rośliny. W 1993 roku, kiedy Bureau of Fish and Wildlife wydało plan odbudowy, stało się jasne, że potrzebne jest bardziej systematyczne podejście.
Uprawa – zwiększanie różnorodności genetycznej
Aby przeciwdziałać skutkom chowu wsobnego, naukowcy rozpoczęli kontrolowany program krzyżowania, polegający na ręcznym zapylaniu kwitnących srebrnych mieczyków zarówno na wolności, jak iw szkółkach. Pomimo wyzwań logistycznych, zapylanie ręczne zostało uznane za najbardziej prawdopodobną metodę osiągnięcia zapłodnienia i zwiększenia wymiany genetycznej między osobnikami szkółkarskimi a dzikimi.
Kontrolowane rozmnażanie służy do ponownego wprowadzenia sadzonek, ponieważ poprzednie nasadzenia mają ponad 80% przeżywalności; ponieważ rośliny kwitną tylko raz po wielu latach. Przy tak małej liczbie dzikich roślin pozostawienie procesu przypadkowemu spotkaniu z odpowiednim zapylaczem uznano za nierozsądne. Ponadto uważa się, że rodzime zapylacze zostały zakłócone przez gatunki inwazyjne, takie jak mrówki argentyńskie. Zapylaczami tego podgatunku są rodzime pszczoły samotne z rodzaju Hylaeus . Nierodzime pszczoły miodne ( Apis mellifera ) odwiedzają kwiaty, ale wydają się kraść pyłek, zamiast przenosić go między roślinami. Dlatego naukowcy ustalają politykę, zgodnie z którą żadne nasiono nie pozostaje na wolności.
Zapylanie ręczne polega na zbieraniu pyłku z roślin żyjących w miejscach, do których nawet kozy nie mogą dotrzeć, więc naukowcy używają sprzętu do wspinaczki, aby zejść ze skał, aby dotrzeć do kwitnących roślin. Pojawiły się dodatkowe komplikacje: wymagany był pyłek z innego srebrnego miecza; gatunek ten nie może samozapylać, ale do pomyślnego rozmnażania potrzebuje drugiego osobnika. Proces ten wymaga od naukowca zlokalizowania kwitnącej rośliny, zjechania z klifu, zwisania z liny na skale, delikatnego zebrania do fiolki maleńkich żółtych ziaren z kwiatu, a następnie znalezienia drugiego kwitnącego srebrnego miecza Mauna Kea. Małym pędzelkiem malujemy pyłek na kwiatku drugiej rośliny. Jeśli żadna inna roślina nie kwitnie, pyłek jest przechowywany.
Reintrodukcja – przetrwanie gatunku
Dzika populacja nadal szybko spadała. Około dwóch osobników ginie każdego roku przed rozmnażaniem.
W 1996 roku zakwitły dwa dzikie osobniki i ponownie wprowadzono ponad 3000 osobników z ponad 80% przeżywalnością. W 1999 roku na Mauna Kea posadzono ponad 2500 dodatkowych srebrnych mieczy w wielu chronionych miejscach i planowano ponowne wprowadzanie ich co roku. Jednak żadne dodatkowe dzikie kwitnienie nie wystąpiło aż do 2005 r. We wrześniu 2005 r. Zebrano 100 000 nasion z ręcznie zapylonych krzyżówek dzikiego osobnika z kilkoma przesadzonymi osobnikami.
Tempo udanych reintrodukcji daje nadzieję na przywrócenie tego gatunku znad krawędzi wyginięcia. United States Fish and Wildlife Service donosi, że obecnie na Mauna Kea wysadzono 8 000 osobników tego gatunku, chociaż nadal pochodziły one tylko od sześciu dzikich założycieli.