Miniaturní hmyz má bezjaderné neurony

 |  3. 5. 2012
 |  Vesmír 91, 257, 2012/5

Běžný hmyz se nám lidem zdá maličký, a to přitom většina lidí nezná skutečné trpaslíky, jejichž tělo v dospělosti nedosahuje ani jednoho milimetru. Podrobně je prozkoumána anatomie několika druhů brouků s velikostí těla okolo 0,7 mm, u nichž nervová soustava zaujímá velkou část těla, majíc asi 40 tisíc buněk. Miniaturizace postihuje většinu orgánů, takže jejich tvar i umístění v rámci těla je odlišné od větších příbuzných, snižuje se počet buněk tvořících jednotlivé orgány a do jisté míry se zmenšují i samy buňky.

Jsou ale hranice, za které to takhle dál nejde. Aby buňka mohla fungovat jako eukaryotní, musí obsahovat spoustu nezbytných součástí, zejména jádro s genetickou informací. Všechny buňky mnohobuněčného těla v sobě nesou tutéž genetickou informaci, i když konkrétní buňka ve svém životě využije třeba jen desetinu genů. Navíc jsou v genomu vmezeřené introny a různé parazitické nefunkční sekvence. Buněčné jádro je tedy často zbytečně velké a specializované buňky s krátkou životností se prostě zbaví celého jádra najednou, jak to činí naše (savčí) červené krvinky.

Opravdovými přeborníky v miniaturizaci jsou blanokřídlé chalcidky a mezi nimi pak čeleď Trichogrammatidae, drobněnkovití (krátká zmínka o nich viz Vesmír 91, 129, 2012/3). Jsou to parazitoidi a vyvíjejí se ve vajíčkách jiného hmyzu. Podle velikosti využitého vajíčka kolísá velikost těla dospělé samičky mezi 0,3 a 0,5 mm. Nejmenší druhy patřící do rodu Megaphragma dosahují sotva 0,2 mm. To je o dost méně, než mají běžné jednobuněčné organismy jako trepka (0,3 mm) nebo měňavka (0,5 mm). Zatímco u většího rodu Trichogramma nervová soustava obsahuje 37 tisíc neuronů, u rodu Megaphragma zjistili ruští vědci asi 300–400 neuronů s jádry. To se zdálo být nesmírně málo na to, aby taková chalcidka mohla vykazovat normální složité chování jako chůze, let, páření a vyhledání a parazitování hostitele.

Rekonstrukce drobněnčího těla z histologických řezů silných jeden mikrometr ukázala, že nervová soustava je soustředěna do pouhých tří zauzlin, jedné hlavové (u normálního hmyzu třídílný mozek a třídílná podjícnová zauzlina), jedné hrudní a jedné zadečkové. Mozek dospělé megafragmy zaujímá 3 % objemu těla (u člověka 2 %, u mravence 0,5 %). Překvapivý byl pohled na mozek kukly megafragmy – zaujímá 11 % objemu těla a obsahuje 4600 buněk (celá nervová soustava 7500 buněk). Během vývoje kukly se většina buněčných těl těchto neuronů rozpustí, jádra jsou použita jako materiál na stavbu jiných orgánů dospělce a nervová soustava je tvořena převážně úspornou bezjadernou sítí výběžků neuronů. Dospělci se dokonce zmenší objem hlavy na polovinu objemu u kukly, kutikula se zdrcne na temeni do záhybů připomínajících paruku.

Zatímco u jiných miniaturních druhů hmyzu zůstává v dospělosti relativně velký mozek s buňkami obsahujícími (zbytečné) jádro, přičemž tento veliký mozek je zatažen do hrudi až do zadečku, u blanokřídlých s uzoučkými, velmi pohyblivými stopkami mezi hlavou a hrudí a mezi hrudí a zadečkem by to nešlo. Megafragma nalezla jinou cestu. Výsledek je překvapující – hmyz se složitým chováním produkovaným pětkrát menším počtem buněk, než jsme doposud znali u jiných hmyzích trpaslíků. Uměli bychom naprogramovat počítačovou simulaci s použitím tak malého počtu jednotek? (Arthropod Structure & Development 41, 29–34, 2012/1)

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Entomologie
RUBRIKA: Aktuality

O autorovi

Oldřich Nedvěd

Doc. RNDr. Oldřich Nedvěd, CSc., (*1965) vystudoval entomologii na Přírodovědecké fakultě UK v Praze. Na Přírodovědecké fakultě JU vyučuje zoologii bezobratlých. V Entomologickém ústavu BC AV ČR, v. v. i. v Českých Budějovicích se zabývá ekofyziologií hmyzu.

Doporučujeme

Recyklace plastového odpadu

Recyklace plastového odpadu

Zdeněk Kruliš  |  9. 12. 2019
Plastové odpady a jejich neblahý vliv na životní prostředí jsou poslední dobou námětem mnoha populárních i populárně- -naučných článků tištěných i...
Odpad, nebo surovina?

Odpad, nebo surovina?

Vladimír Wagner  |  9. 12. 2019
Pokud se ukáže hrozba rostoucí koncentrace CO2 pro vývoj klimatu opravdu tak veliká, jak předpokládají některé scénáře, bude třeba zrychlit cestu...
Modré moře pod blankytnou oblohou

Modré moře pod blankytnou oblohou

Jaromír Plášek  |  9. 12. 2019
Při pohledu na blankytnou oblohu si většina čtenářů určitě vzpomene, že za její barvu může jakýsi Rayleighův rozptyl slunečního světla. V případě...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

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

 

Objednat předplatné