Páření motýlů ve stadiu kukly

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.