Siemens2024Siemens2024Siemens2024Siemens2024Siemens2024Siemens2024

Aktuální číslo:

2024/10

Téma měsíce:

Konzervace

Obálka čísla

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

Prof. David Storch, Ph.D., vystudoval biologii na Přírodovědecké fakultě UK v Praze. Zabývá se makroekologií, biodiverzitou a ekologickou teorií. Působí na Přírodovědecké fakultě UK a v Centru pro teoretická studia (CTS), společném pracovišti UK a AV ČR, jehož byl v letech 2008–2018 ředitelem. Je editorem časopisů Ecology Letters a Global Ecology and Biogeography. Je členem Učené společnosti České republiky.
Storch David

Doporučujeme

O konzervování, zelené dohodě i konzervatismu

O konzervování, zelené dohodě i konzervatismu

Michal Anděl  |  30. 9. 2024
Vesmír přináší v tomto čísle minisérii článků, které se zabývají různými aspekty konzervování. Toto slovo má různé významy, které spojuje...
Životní příběh Nicolase Apperta

Životní příběh Nicolase Apperta uzamčeno

Aleš Rajchl  |  30. 9. 2024
Snaha prodloužit trvanlivost potravin a uchovat je pro období nedostatku je nepochybně stará jako lidstvo samo. Naši předci jistě brzy...
Izotopy odhalují původ krovu z Notre-Dame

Izotopy odhalují původ krovu z Notre-Dame uzamčeno

Anna Imbert Štulc  |  30. 9. 2024
Požár chrámu Matky Boží v Paříži (Cathédrale Notre‑Dame de Paris) v roce 2019 způsobil ikonické památce velké škody. V troskách po ničivé pohromě...