Асклепиас сирийский: описание, распространение и значение для бабочек-монархов

Введение

Вид цветкового растения

Асклепиас сирийский, широко известный как обыкновенный ваточник, бабочкоцвет, шелколистник, шелковистый ласточник и вирджинский шелколистник, является видом цветкового растения. Он произрастает на юге Канады и на большей части территории Соединенных Штатов к востоку от Скалистых гор, за исключением более засушливых участков прерий. Он относится к роду Асклепиас, ваточники. Растет на песчаных почвах, а также на других типах почв в солнечных местах.

Описание

A. syriaca – клональное многолетнее травянистое растение, достигающее высоты до . Отдельные растения растут из корневищ. Все части обыкновенного ваточника при срезании выделяют белый латекс. Листья простые, супротивные, иногда мутовчатые; широкояйцевидно-ланцетные. Они достигают в длину и в ширину, отдельные цветки имеют диаметр около , каждый с пятью рожковидными отростками и пятью поллиниями. Семена, снабженные длинными белыми шелковистыми волосками, заключены в крупные фолликулы. Образование плодов при самоопылении встречается редко. В трех исследуемых участках перекрестноопыленные цветки дали в среднем около 11% завязей.

Экология

Более 450 видов насекомых питаются *A. syriaca*, включая мух, жуков, муравьев, пчел, ос и бабочек; это один из важнейших источников пищи для гусениц бабочек-монархов (*Danaus plexippus*) в северо-восточных и центрально-западных штатах США; другие виды, питающиеся этим растением, включают красного молочажного жука (*Tetraopes tetraophthalmus*), молочажную бахрому (*Euchaetes egle*) и *Oncopeltus fasciatus* и *Lygaeus kalmii*. В среднеатлантическом регионе США наиболее "эффективным" опылителем оказался интродуцированный вид *A. mellifera*, однако это чаще происходит между цветками одного и того же растения; поскольку *A. syriaca* обладает высокой степенью несамосовместимости, он менее эффективен, чем *Bombus* spp., в опылении цветков, так как *Bombus* чаще посещают неродственные особи. Личинки бабочек-монархов питаются исключительно молочаями, и популяции монархов могут сокращаться при уничтожении молочаев гербицидами. Разработка и широкое распространение культур, устойчивых к гербицидам, таких как кукуруза и соя, привели к значительному сокращению сорняков и местных растений, включая молочаи. Впоследствии это сыграло важную роль в сокращении популяции бабочки-монарха. В 2018 году генеральный директор Национальной федерации дикой природы заявил, что популяция бабочки-монарха сократилась на 90% за последние 20 лет, и назвал сокращение численности молочаев одним из факторов, способствующих этому. Во многих штатах США наблюдается сокращение популяции молочаев из-за таких факторов, как увеличение потери среды обитания в результате застройки, скашивание травы на обочинах дорог и использование гербицидов. Тем не менее, вырубка лесов, вызванная деятельностью человека, могла расширить ареал и плотность обыкновенного молочая в некоторых регионах. Например, желтуха молочая – это инфекционное заболевание, вызываемое фитоплазмой желтухи молочая, штаммом бактерий, характеризующимся отсутствием клеточной стенки. С 2017 года обыкновенный молочай занесен в список инвазивных видов в Европейском Союзе, что запрещает импорт и торговлю этим видом на всей территории Европейского Союза. Он натурализовался в 23 странах мира.

More than 450 insect species feed on A. syriaca, including flies, beetles, ants, bees, wasps, and butterflies; it is among the most important food sources for monarch butterfly caterpillars (Danaus plexippus) in the northeastern and midwestern United States; other species that feed on the plant include red milkweed beetle (Tetraopes tetraophthalmus), the milkweed tussock caterpillar (Euchaetes egle) and Oncopeltus fasciatus and Lygaeus kalmii. In the U. S. mid Atlantic region, the introduced species A. mellifera was found to be the most "effective" pollinator, but this occurs more often among flowers of the same plant; since A. syriaca has a high level of self incompatibility, it is less effective than Bombus spp. in the fertilization of flowers because Bombus are more likely to visit unrelated individuals. Monarch butterfly larvae consume only milkweeds, and monarch populations may decline when milkweeds are eliminated with herbicides. The development and widely adopted cultivation of herbicide resistant staple crops such as corn and soybeans have led to a massive reduction in weeds and native plants such as milkweeds. Subsequently, this has played a significant part in the population decline of the monarch butterfly. In 2018 the CEO of the National Wildlife Federation stated that the population of the monarch butterfly is now down 90 percent in the last 20 years and cited the reduction in milkweed as a contributing factor. Many parts of the United States face a reduction in milkweed population due to factors such as increased habitat loss due to development, roadside median mowing, and herbicide use. Despite this, deforestation due to human settlement may have expanded the range and density of common milkweed in some regions. For example, milkweed yellows is an infectious disease caused by the milkweed yellows phytoplasma, a strain of bacteria distinguished by the absence of a cell wall. Since 2017, common milkweed has been listed as an invasive species in the European Union, making the import and trade of the species forbidden in the whole of the European Union. It has been naturalized in 23 countries worldwide.

Культивирование

А. сириака может проявлять агрессивность. Растение зимостойко в зонах USDA 3–9; оно предпочитает влажные, но хорошо дренированные почвы, но устойчиво к засушливым условиям и глинистым почвам. Оно идеально подходит для полузасушливых мест, где может распространяться, не создавая проблем для других декоративных видов. Усилия по восстановлению сокращающихся популяций бабочек-монархов путем создания бабочковых садов и "пунктов остановок" для миграции монархов требуют особого внимания к пищевым предпочтениям целевых видов и их жизненным циклам, а также к условиям, необходимым для размножения и поддержания их кормовых растений. В северо-восточных Соединенных Штатах пик размножения монархов приходится на конец лета, когда большинство листьев растения становятся старыми и жесткими. Растения, скошенные или обрезанные в июне – августе, быстро отрастают из своих корневищ к пику откладывания яиц монархами, когда самки монархов, готовящиеся к размножению, предпочитают быстрорастущие побеги А. syriaca с нежной и мягкой листвой. А. syriaca легко размножается как семенами, так и черенками корневищ. Семенам растения требуется период холодной обработки (холодной стратификации) для прорастания. Чтобы защитить семена от вымывания во время сильных дождей и от поедания птицами, их можно накрыть легкой тканью или слоем соломенной мульчи. Однако мульча действует как теплоизолятор. Слишком толстый слой мульчи может препятствовать прорастанию семян, если он не позволяет почве достаточно прогреться с окончанием зимы. Кроме того, лишь немногие сеянцы могут пробиться сквозь толстый слой мульчи. Как сеянцы, так и черенки обычно зацветают на второй год жизни, хотя черенки иногда могут зацвести и в первый год.

Применение

Латэкс растения содержит большое количество сердечных гликозидов, что делает листья и стебли старых, высоких растений токсичными для человека и крупных животных. Молодые побеги, молодые листья, цветочные почки и незрелые плоды съедобны в сыром виде. Предпринимались безуспешные попытки промышленного освоения производства каучука (из латекса) и волокна (из пуха семян). Пушистые волокна семян традиционно использовались в качестве фона для закреплённых бабочек и других насекомых. Спрессованный пух обладает шелковистым блеском. Растение также изучалось на предмет коммерческого использования волокна луба (внутренней коры), которое отличается прочностью и мягкостью. Исследования Министерства сельского хозяйства США, проведённые в 1890-х и 1940-х годах, показали, что обыкновенный вайник имеет больший потенциал для коммерческой переработки, чем любое другое местное лубяное растение, с предполагаемой урожайностью, сопоставимой с коноплёй, и качеством, не уступающим льну. И волокно луба, и пух исторически использовались коренными американцами для изготовления верёвок и тканей. Вайник также выращивался в коммерческих целях для использования в качестве утеплителя в зимней одежде. Традиционно, как в Северной Америке, так и в Европе, растение применялось для лечения респираторных инфекций, таких как плеврит.

Генемика

Геном A. syriaca был секвенирован. Геномный анализ нескольких сотен различных растений A. syriaca, собранных по всему естественному ареалу вида в восточной Северной Америке, показал, что этот вид представляет собой единую панмиктическую популяцию, пережившую расширение примерно 12 000 лет назад после отступления североамериканских ледников, и более недавно, около 200 лет назад, в период расчистки лесов под сельскохозяйственные угодья в восточных Соединенных Штатах.