Probouzení potemníků z kómatu

Organismům s nestálou tělní teplotou hrozí při extrémně nízkých teplotách zmrznutí tělních tekutin (například hemolymfy), což pro většinu z nich znamená smrt. Proti tomu se organismy žijící v chladném prostředí brání nejrůznějšími způsoby. Z pohledu milovníků broučí havěti je nejzajímavější stav strnulosti, přesněji kómatu (chill coma). Při teplotě 5–10 °C (při které ještě nedochází k nevratnému poškození) ustává činnost jak enzymů, tak iontové pumpy, a tím je zrušen membránový potenciál, potřebný k přenosu nervového vzruchu i pro práci svalů. Stav strnulosti je vratný, probouzení z něj závisí na době a teplotě expozice. Naneštěstí pro vyčerpané maminky hyperaktivních dětí je tento mechanismus výhradně záležitostí živočichů s nestálou tělní teplotou.

K svému pokusu jsem použila dospělé jedince potemníka moučného (Tenebrio molitor) z chovů Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity. Dlouhodobě byli přizpůsobeni teplotě 25–27 °C a chlazeni v inkubátorech při teplotách 5 °C, 2,5 °C, 0 °C, –2,5 °C a –5 °C. Měřila jsem vliv nízkých teplot a dob v nich strávených na dobu probouzení ze strnulosti, které bylo definováno jako otočení z nepřirozené strnulé polohy na zádech zpět na nohy. K výpočtu jsem použila „metodu nejmenších mocnin 1,1“, která byla při vysoké variabilitě dat užitečnější než běžně používaná metoda nejmenších čtverců. Na rozdíl od lineární závislosti doby probouzení na době expozice u octomilky (Drosophila melanogaster) a ruměnice pospolné (Pyrrhocoris apterus) vykazovaly doby probouzení potemníka moučného charakter odmocninné funkce ve všech teplotách.

Zajímavé je, že u potemníka je z naměřených dat patrný dvoufázový průběh funkce doby probouzení v závislosti na teplotě expozice, existují tedy dva nezávislé fyziologické mechanismy. Tato skutečnost nenávratně zhatila naději, že by potemník mohl být jednodušším modelem pro zkoumání mechanismů strnulosti než používané octomilky, u kterých se dvoufázovost také vyskytuje.

Analýzu dat značně znesnadňovala jejich vysoká variabilita. Proto jsem se snažila najít faktory ovlivňující a podporující variabilitu. Nakonec jsem zkoumala vliv stáří, pohlaví a hmotnosti jedinců. Skupina starších potemníků (jejich stáří bylo měřeno od imaginálního svlékání) měla doby probouzení mírně delší, skupina narozená později se probouzela rychleji. Rozdíl mezi skupinami však nebyl statisticky průkazný, takže jsem nadále používala potemníky různého stáří. Samci se ukázali jako mírně odolnější, probouzeli se ze strnulosti dříve než samice, avšak ani tento trend nebyl průkazný. Při zkoumání vlivu hmotnosti jedinců na dobu probouzení jsem nezjistila žádný jednoduchý trend od nejmenší k největší naměřené hmotnosti ani naopak. Na druhou stranu brouci s průměrnou hmotností měli kratší doby probouzení než brouci lehcí i těžcí. Nabízí se vysvětlení, že se brouci extrémně těžcí prohřívají hůře, iontové pumpy jim začnou fungovat později, na čemž jsou závislé pozdější reakce nervů a svalů. Tuto možnost ale můžeme vyloučit, protože všichni jedinci jsou po přenesení do pokojové teploty prohřátí v řádu desítek sekund, zatímco rozdíly mezi probouzením jsou mnohaminutové. Pravděpodobné vysvětlení pro znevýhodnění hmotnostních extrémů jsem tedy nenalezla.

Končím záhadou, což může vést k hlubšímu zamyšlení nad potemníky. A pokud ve své sýpce objevíte černého brouka, nezoufejte! Zvažte ho, určete jeho pohlaví a stáří, a pak už stačí, když ho zchladíte, a obilí je zachráněno.

/Pozn. red.: autorka získala v národním finále XVI. ročníku soutěže vědeckých a technických projektů středoškolské mládeže Expo Science Amavet 1. místo s projektem Probuzení potemníka moučného (Tenebrio molitor) z chill coma v závislosti na expoziční teplotě a době expozice./