Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Páření motýlů ve stadiu kukly

a jeden pěkný evoluční scénář
 |  5. 7. 1996
 |  Vesmír 75, 398, 1996/7

Pohlavní život hmyzu je plný podivností – od traumatické inseminace štěnic (samec násilím proráží kutikulu na zadečku samice a vypouští spermie do její tělní dutiny) až po oko umístěné na konci penisu běláska. Jednou z takovýchto podivností je páření samců jihoamerických tropických motýlů rodu Heliconius se samicí, která se ještě neproměnila z kukly v dospělého motýla. Samec samozřejmě musí vystihnout okamžik těsně před vylíhnutím, poněvadž jen tehdy má samice už dostatečně vyvinuté pohlavní orgány. Samci některých druhů čekají na první prasknutí kutikuly, u jiných druhů však kutikulu kukly aktivně prorážejí a do vzniklého otvoru vniknou koncem zadečku s pohlavními orgány. Kopulace skončí dříve, než se samici narovnají křídla, aby mohla vzlétnout. Samice tak ztratí panenství pravděpodobně před tím, než vůbec spatří samce svého druhu (jako housenka sice možná někdy samce zahlédne, ale pochybuji, že jej v té době považuje za svého potenciálního partnera). Tento zvyk má téměř polovina druhů zmíněného rodu.

„Zvrhlost“ některých druhů jde ještě dále. Nekopulují totiž pouze s kuklami samiček vlastního druhu, ale s kuklami všech příslušníků celého rodu Heliconius obou pohlaví. Předpokládá se, že jde o formu mezidruhové konkurence, poněvadž následky pro ostatní druhy jsou tragické: jedince druhů, u nichž není zvykem kopulovat ve stadiu kukly, tento vnější zásah zabije, samičky druhů kopulujících tímto způsobem to vlastně sterilizuje, poněvadž podruhé už se spářit nemohou. Pouze samci druhů s tímto zvykem zůstanou bez větších následků.

Vysvětlení těchto podivných zvyklostí kupodivu možná není tak obtížné jako u jiných podobných jevů. Motýli rodu Heliconius patří totiž k extrémním K-stratégům, tedy k druhům, které investují do kvality potomstva na úkor jeho kvantity (viz Vesmír 71, 43, 1992/1). Dospělci jsou dlouhověcí, kladou ve srovnání s ostatním hmyzem strašně málo vajíček (někdy pouze jedno), a hlavně jsou potravně úzce specializovaní (larvy se živí čerstvými výhonky některých mučenek, dospělci výhradně pylem těchto rostlin). Při takové specializaci je potravních zdrojů často nedostatek, a proto se vyplatí nějakým způsobem likvidovat příslušníky konkurenčních druhů. Populační hustota specializovaných druhů je relativně velmi nízká, srovnatelná s hustotou ptáků a savců žijících na téže lokalitě (i méně než 1 jedinec na 1 ha tropického pralesa). Proto je zřejmě velice obtížné nalézt samičku, která už létá, a vyplatí se hledat kukly, na což je při zmíněné dlouhověkosti dost času. Od vyhledávání kukel a čekání na jejich vylíhnutí je k aktivnímu otvírání jen krůček – snadno si dovedeme představit, že budou selekčně zvýhodněni ti samci, kteří tímto způsobem předběhnou své konkurenty.

Proč se ale u rodu Heliconius vyvinuly zmíněné rysy charakteristické pro K-stratégy? Odpověď můžeme hledat v jevu, díky němuž se tento rod dostal do mnoha učebnic v souvislosti s ochranným zbarvením. Rod Heliconius se vyznačuje müllerovskými 1) mimikry, kdy dospělci všech druhů mají pro predátory nepříjemnou chuť a všichni jsou podobně zbarveni. Poměrně dobře je to chrání, poněvadž dravý živočich se rychle naučí jejich typ ochranného zbarvení rozeznávat. Díky tomu mohou nerušeně sbírat takovou potravu, která je sice výživná, ale jejíž sběr je náročný na čas. Vzhledem k tomu, že z výše uvedených důvodů predátoři na dospělce příliš neútočí, zatímco housenky jsou predátory pronásledovány stále stejně, vyplatí se maximálně zkrátit čas, který motýl stráví ve stadiu housenky. Díky hodnotné výživě dospělců toho lze docílit kladením velkých (energeticky bohatých) vajíček na výživný, byť vzácný, potravní zdroj – housenky se pak budou vyvíjet velice rychle. Velkých vajíček však nelze klást zároveň velké množství, což ale nevadí, poněvadž potravní zdroje jsou stejně omezené.

Můžeme si tedy představit následující evoluční scénář. Nejdříve se u předka rodu Heliconius vyvinuly nepříjemná chuť pro dravé živočichy a ochranné zbarvení, v důsledku toho se dospělci mohli nerušeně živit a žít poměrně dlouho. Díky tomu se mohla vyvinout potravní specializace na výživný, ale vzácný potravní zdroj (pyl), což vedlo vlivem konkurence ke snížení populační hustoty. Zvýhodněni byli přitom ti jedinci, kteří investovali hodně energie do malého počtu potomků, poněvadž tím zkrátili nebezpečné období strávené ve stadiu housenky. Další zkrácení tohoto období umožnila potravní specializace housenek na výživný, ale opět vzácný potravní zdroj. Tím se dále zvýšila potravní konkurence a snížily populační hustoty. Následoval vznik páření ve stadiu kukly, ať už spojený s efektivnějším vyhledávání sexuálních partnerů, nebo s aktivním ničením kukel konkurujících druhů. Takovýto scénář vypadá možná jako čistá spekulace, nicméně podporuje jej fylogenetická 2) analýza, která ukazuje, že čím primitivnější druhy, tím méně „kroků“ tohoto scénáře podnikly. Myslím si, že i kdyby to bylo všechno ve skutečnosti jinak, zní to docela pěkně.

Poznámky

1) Fritz Müller, německý biolog, který po r. 1848 emigroval do Brazílie a zde pak na příkladu jihoamerických motýlů popsal r. 1879 výše zmíněnou mimezi.
2) fylogeneze – historický vývoj kmenů, tříd, řádů, čeledí, rodů a druhů živočišné nebo rostlinné říše

Citát

UMBERTO ECO: Skeptikové a těšitelé, nakl. Svoboda, Praha 1995, str. 5556

Omyl aristokratických skeptiků tkví v domněnce, že masová kultura je radikálně špatná právě tím, že to je průmyslový výrobek a že je možné poskytnout lidem kulturu, která by se z průmyslové podmíněnosti vymykala. Problém je špatně postavený, protože má podobu otázky: „Existence masové kultury je věc dobrá nebo špatná?“ (navíc zahrnuje zpátečnický postoj vůči masám a zpochybnění technologického pokroku, všeobecného volebního práva, široce pojaté výchovy nižších vrstev atd.). Otázka by správně měla znít: „Vzhledem k tomu, že v současné industriální společnosti nejde zrušit komunikativní vztah známý jako masové sdělovací prostředky, co by se mělo stát, aby se z nich stal prostředek šíření kulturních hodnot?“

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Biologie

O autorovi

David Storch

Doc. David Storch, Ph.D., vystudoval biologii na Přírodovědecké fakultě UK v Praze. Zabývá se makroekologií a evoluční ekologií, přednáší na Přírodovědecké fakultě UK a na Přírodovědecké fakultě JU. Je spoluorganizátorem proslulého semináře „Biologické čtvrtky ve Viničné“ a spoluautorem knih Úvod do současné ekologie, Biologie krajiny: biotopy České republiky a Jak se dělá evoluce. Je editorem časopisu Ecology Letters. Spolu s P. A. Marquetem a J. H. Brownem editoval knihu Scaling biodiversity pro Cambridge University Press. Je ředitelem Centra pro teoretická studia, společného pracoviště UK a AV ČR.
Storch David

Doporučujeme

Přemýšlej, než začneš kreslit

Přemýšlej, než začneš kreslit

Ondřej Vrtiška  |  4. 12. 2017
Nástup počítačů, geografických informačních systémů a velkých dat proměnil tvorbu map k nepoznání. Přesto stále platí, že bez znalosti základů...
Tajemná „Boží země“ Punt

Tajemná „Boží země“ Punt uzamčeno

Břetislav Vachala  |  4. 12. 2017
Mnoho vzácného zboží starověkého Egypta pocházelo z tajemného Puntu, kam Egypťané pořádali časté obchodní výpravy. Odkud jejich expedice...
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné