Hvordan istiderne ansporede udviklingen af ​​New Zealands mærkelige og trælle indfødte planter

Nylig genetisk forskning har kastet nyt lys over den langvarige debat om den evolutionære oprindelse af nogle af New Zealands mest sære planter.

Mere end hver tiende indfødte træer og buske har små blade, der ligger langt fra hinanden på trådede sammenflettede grene, der ofte vokser i et zig-zag-mønster. Nogle af disse planter, som engang var forbeholdt botanikere, har for nylig vundet popularitet som prydplanter.

Intet andet sted på Jorden er denne "divaricate" vækstform opstået uafhængigt i så mange plantefamilier.

Det er et spektakulært tilfælde af konvergent evolution som reaktion på miljøbelastninger. Men hvilke miljøbelastninger? Svaret kan måske hjælpe os med at beslutte, hvordan vi skal forvalte New Zealandske økosystemer.

Klima eller moa?

Den tyske botaniker Ludwig Diels fra det 19. århundrede bemærkede, at småbladede buske er typiske for tørre klimaer. Han troede, at den divaricate form kunne være opstået som reaktion på kolde, tørre forhold under istiderne.

I 1970'erne dukkede den konkurrerende "moa browsing"-hypotese op, idet den argumenterede, at den divaricate form er et nu-akronistisk forsvar mod browsing af de store flyveløse fugle, der uddøde kort efter polynesisk bosættelse.

Eksperimenter har siden givet støtte til browsing-hypotesen. Alligevel antyder koncentrationen af ​​forskellige planter i frostklare og tørre distrikter, at klimaet også på en eller anden måde er involveret.

Det samme gør beviser for, at de små blade af divarikater er mindre sårbare over for nedkøling end store blade. Men klimaet synes ikke at forklare den usædvanlige sejhed af grenene på forskellige planter.

En syntetisk hypotese

Molekylær datering viser, at de fleste forskellige plantearter er opstået inden for de sidste fem millioner år. Men fossiler og genetiske beviser viser, at moa har været her meget længere end det. Dette betyder, at moa-browsing alene ikke forklarer udviklingen af ​​forskellige former i så mange plantefamilier.

Beviserne synes mere i overensstemmelse med en nyere syntetisk hypotese om, at moa-browsing havde større indflydelse, når planter blev udsat for en ny kombination af omstændigheder:verdensomspændende afkøling, udviklingen af ​​frostklare, tørre klimaer i læ af de nyligt opløftede sydlige alper og frugtbare nye jord afledt af glacial udskylning.

Frost og tørre klimaer udgjorde direkte fysiologiske udfordringer for planter, men de efterlod dem også mere udsat for browsing ved at forhindre dem i at vokse hurtigt uden for Moa's rækkevidde. Klimatiske restriktioner på vækst har således sandsynligvis gjort anti-browsing-forsvar vigtigere for planternes overlevelse.

Støtte til denne hypotese kommer fra et nyligt eksperiment, som fandt ud af, at klimaet påvirkede virkningen af ​​hjortesøgning på konkurrencen mellem forskellige planter og deres bredbladede slægtninge, der voksede i træfaldsgab.

Ydermere ville den frugtbare nye jord, der er skabt ved udskylning fra gletsjere, have øget næringsindholdet i plantevæv, hvilket sandsynligvis har resulteret i øget browsertryk. Undersøgelser af afrikanske savanner viser, at torne og divarikat-lignende vækstformer er typiske for frugtbar jord med rigelige pattedyr.

Optræder hjorte som moa-surrogater?

I flere århundreder efter udryddelsen af ​​moa var der ingen store browsere i New Zealand, indtil europæiske bosættere introducerede hjorte og andre hovdyr. Selvom de er værdsat som vildt og en fødekilde, betragtes hjorte også som skadedyr på grund af deres indvirkning på den oprindelige vegetation.

Fodringsforsøg har vist, at både fugle- og hovplanter ikke er begejstrede for at spise forskellige planter, hvis der findes alternativer med store bløde blade. Afstanden mellem små blade langt fra hinanden langs trådede grene reducerer bidstørrelsen og gør det vanskeligt for browsere at opfylde deres ernæringsbehov.

Forskere har studeret ældgamle moa-diæter ved at identificere pollenkorn i forstenet afføring (koprolitter). Fortolkning af data er hæmmet af vores manglende evne til at identificere pollen til artsniveau i plantegrupper, der omfatter både forskellige arter og bredbladede arter. Men det virker sandsynligt, at forskellige planter præsenterede lignende ernæringsmæssige udfordringer som moa.

Analyse af moa-koprolitter tyder på, at skovene for et årtusinde siden var mere forskellige end dem, vi ser i dag, efter mere end 150 års browsing af hjorte. Dette tyder på, at moa havde mindre indflydelse på vegetationen end hjorte gør i dag.

Faktorer, der begrænser virkningen af ​​moa på vegetationen

I modsætning til hjorte i det moderne New Zealand stod moa over for et dødbringende rovdyr i hele landet:den nu uddøde Haasts ørn. Selvom moa trygt kunne gennemse under skovkroner, ville de have været i fare på vandingssteder og i åbne områder.

I modsætning hertil, selvom hjorte står over for et stærkt jagtpres i nogle områder, har rekreativ jagt ringe indflydelse i fjerntliggende og barske områder som Kaweka-områderne, hvor ukontrollerede bestande af sikahjorte truer regenerering af selv relativt usmagelige træer som bjergbøg.

Hurtigtvoksende velsmagende buske og små træer som karamū, patē og māhoe fik sandsynligvis deres bedste chance for at undslippe moa-browsing, når træfald slipper tilstrækkeligt lys ind til at sætte dem i stand til at vokse hurtigt uden for rækkevidde, i det mindste i varmere områder, hvor sådanne planter kan vokse mere end en meter på én vækstsæson.

Træfaldsgab må have givet to andre fordele for velsmagende planter. Resterne af væltede træer kan hæmme adgangen for store planteædere, og baldakinåbninger ville have udsat moa for angreb fra Haasts ørn.

Moa var sandsynligvis mindre i stand til at udnytte vegetation på stejle skråninger, end hjorte og geder er i dag. Effekten af ​​moa på tværs af newzealandske landskaber ville derfor sandsynligvis have været mindre udbredt end den nuværende virkning af hovbrowsere.

Endelig havde moa sandsynligvis et mere trægt stofskifte end pattedyrbrowsere af sammenlignelig størrelse, hvilket indebar lavere energibehov og dermed lavere fodringshastigheder. Nære slægtninge til moa (kiwier og emuer) forbrænder mindre energi end planteædende pattedyr med lignende kropsvægt eller store flyvede fugle som svaner og gæs.

Hjortens fremtid i New Zealand

Hjorte kunne fungere som ufuldkomne surrogater for moa, men kun hvis de er underlagt effektiv kontrol i hele landet.

Aerial 1080-dråber for at bekæmpe rotter, hakker og possums dræber normalt også hjorte, selvom dødeligheden varierer meget. Det er en måde, hvorpå hjortebestandene kunne holdes på acceptable niveauer i fjerntliggende og barske områder, hvor det rekreative jagttryk er ubetydeligt. Luftaflivning ved skydning har også vist potentiale.

Kommerciel jagt kan ikke påberåbes til at kontrollere hjorte på grund af markedets luner. Når prisen på råvildt falder, er der ringe incitament til at jage hjorte. Aerial 1080 eller luftaflivning synes derfor i øjeblikket at være den eneste realistiske måde at dæmme på hjortenes påvirkning i fjerntliggende og barske områder. + Udforsk yderligere

Brug af lasere og et langsigtet eksperiment til at undersøge, hvordan hjorte ændrer en skovkrone

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.