Nyare genetisk forskning har kastat nytt ljus över den långvariga debatten om det evolutionära ursprunget för några av Nya Zeelands märkligaste växter.

Mer än en av tio inhemska träd och buskar har små löv placerade långt ifrån varandra på trådiga sammanflätade grenar, som ofta växer i ett sicksackmönster. En gång botanisternas förbehåll har några av dessa växter nyligen vunnit popularitet som prydnadsväxter.

Ingen annanstans på jorden har denna "divaricate" tillväxtform uppstått oberoende i så många växtfamiljer.

Det är ett spektakulärt fall av konvergent evolution som svar på miljöpåverkan. Men vilken miljöpåverkan? Svaret kan hjälpa oss att bestämma hur vi ska hantera Nya Zeelands ekosystem.

Klimat eller moa?

Den tyske botanikern Ludwig Diels från 1800-talet noterade att småbladiga buskar är typiska för torra klimat. Han trodde att den olika formen kunde ha uppstått som svar på kalla, torra förhållanden under istiderna.

På 1970-talet dök den konkurrerande "moa-bläddring"-hypotesen fram, och hävdade att den olika formen är ett numera anakronistiskt försvar mot surfning av de stora flyglösa fåglarna som dog ut kort efter polynesisk bosättning.

Experiment har sedan dess gett stöd åt surfhypotesen. Ändå antyder koncentrationen av olika växter i frostiga och torra områden att klimatet också är inblandat på något sätt.

Det gör också bevis på att de små bladen på divarikater är mindre känsliga för kylning än stora blad. Men klimatet verkar inte förklara den ovanliga segheten hos grenarna på olika växter.

En syntetisk hypotes

Molekylär datering visar att de flesta olika växtarter har uppstått under de senaste fem miljoner åren. Men fossiler och genetiska bevis visar att moa har varit här mycket längre än så. Detta betyder att moa-bläddring ensam inte förklarar utvecklingen av olika former i så många växtfamiljer.

Bevisen verkar mer överensstämmande med en nyare syntetisk hypotes att moa-surfning hade större inverkan när växter utsattes för en ny kombination av omständigheter:världsomspännande kylning, utvecklingen av frostiga, torra klimat i lä av de nyligen upphöjda södra Alperna, och bördiga nya jordar som härrör från glacial utsköljning.

Frostiga och torra klimat utgjorde direkta fysiologiska utmaningar för växter, men de gjorde dem också mer utsatta för att surfa genom att hindra dem från att växa snabbt utom räckhåll för moa. Klimatmässiga begränsningar av tillväxten gjorde därför troligen anti-surfförsvar viktigare för växternas överlevnad.

Stöd för denna hypotes kommer från ett nyligen genomfört experiment, som fann att klimatet påverkade effekten av rådjurssökning på konkurrensen mellan olika växter och deras bredbladiga släktingar som växer i trädfallsluckor.

Dessutom skulle de bördiga nya jordarna som skapats av utsköljning från glaciärer ha ökat näringsinnehållet i växtvävnader, vilket troligen har resulterat i ökat surftryck. Studier av afrikanska savanner visar att taggar och divarikatliknande tillväxtformer är typiska för bördiga jordar med rikligt med letande däggdjur.

Ager rådjur som moa-surrogat?

Under flera århundraden efter utrotningen av moa fanns det inga stora webbläsare i Nya Zeeland, förrän europeiska nybyggare introducerade rådjur och andra hovdjur. Även om de värderas som vilt och en födokälla, anses rådjur också vara skadedjur på grund av deras inverkan på inhemsk vegetation.

Utfodringsexperiment har visat att både fågel- och klövätare inte är entusiastiska över att äta olika växter om alternativ med stora mjuka blad finns tillgängliga. Avståndet mellan små blad långt ifrån varandra längs trådiga grenar minskar bettstorleken och gör det svårt för webbläsare att tillgodose deras näringsbehov.

Forskare har studerat forntida moa-dieter genom att identifiera pollenkorn i fossiliserat bajs (koproliter). Tolkning av data försvåras av vår oförmåga att identifiera pollen till artnivå i växtgrupper som inkluderar både olika arter och bredbladiga arter. Men det verkar troligt att olika växter presenterade liknande näringsmässiga utmaningar som moa.

Analyser av moa-koproliter tyder på att skogsunderlag för ett årtusende sedan var mer olika än de vi ser idag, efter mer än 150 år av att leta efter rådjur. Detta tyder på att moa hade mindre inverkan på vegetationen än rådjur gör idag.

Faktorer som begränsar effekten av moa på vegetationen

Till skillnad från rådjur i det samtida Nya Zeeland, mötte moa ett dödligt rovdjur i hela landet:den nu utdöda Haasts örn. Även om moa säkert kunde surfa under skogstak, skulle de ha varit i fara vid bevattningsplatser och i öppna områden.

Däremot, även om rådjur utsätts för starkt jakttryck i vissa områden, har fritidsjakt liten inverkan i avlägsna och oländiga områden som Kaweka-områdena, där okontrollerade populationer av sikahjort hotar förnyelsen av till och med relativt osmakliga träd som bergsbok.

Snabbväxande välsmakande buskar och små träd som karamū, patē och māhoe fick förmodligen sin bästa chans att undkomma moa-surfandet när trädfall släpper in tillräckligt med ljus för att de ska kunna växa snabbt utom räckhåll, åtminstone i varmare områden där sådana växter kan växa mer än en meter på en växtsäsong.

Trädfallsluckor måste ha erbjudit två andra fördelar för välsmakande växter. Rester av nedfallna träd kan hindra tillgången för stora växtätare, och öppningar i trädkronorna skulle ha utsatt moa för attack från Haasts örn.

Moa kunde troligen inte utnyttja växtlighet i branta sluttningar än rådjur och getter är idag. Effekten av moa över Nya Zeelands landskap skulle därför troligen ha varit mindre genomgripande än den nuvarande effekten av hovwebbläsare.

Slutligen hade moa förmodligen en trögare ämnesomsättning än däggdjurswebbläsare av jämförbar storlek, vilket innebär lägre energibehov och därmed lägre matningshastigheter. Nära levande släktingar till moa (kiwi och emuer) förbränner mindre energi än växtätande däggdjur med liknande kroppsvikt eller stora flygande fåglar som svanar och gäss.

Hjortens framtid i Nya Zeeland

Rådjur kan fungera som ofullkomliga surrogat för moa, men bara om de är föremål för effektiv kontroll i hela landet.

Aerial 1080-droppar för att bekämpa råttor, hakar och possums dödar vanligtvis också rådjur, även om dödligheten varierar kraftigt. Det är ett sätt att hjortbestånden kan hållas på acceptabla nivåer i avlägsna och oländiga områden, där jakttrycket är obetydligt. Avlivning från luften genom skjutning har också visat potential.

Kommersiell jakt kan inte förlitas på för att kontrollera rådjur, på grund av marknadens nycker. När priset på hjortkött sjunker finns det få incitament att jaga rådjur. Aerial 1080 eller luftavlivning verkar därför för närvarande vara det enda realistiska sättet att stävja påverkan av rådjur i avlägsna och oländiga områden. + Utforska vidare

Med hjälp av lasrar och ett långvarigt experiment för att undersöka hur rådjur förändrar ett skogstak

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.