Aktuální číslo:

2018/10

Téma měsíce:

Navigace

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

Vlaštovka extrémista

Vlaštovka extrémista

Jaroslav Cepák, Petr Klvaňa  |  10. 10. 2018
Díky satelitní telemetrii se podařilo odhalit vpravdě neuvěřitelné výkony některých ptačích druhů. Nejznámějším je zřejmě osmidenní nonstop let...
Velké umění astronavigace: Od astrolábu po sextant

Velké umění astronavigace: Od astrolábu po sextant

Petr Scheirich  |  1. 10. 2018
Staří mořeplavci prý určovali polohu své lodi podle hvězd. Tato rozšířená romantická představa je ale nesprávná. Metoda astronavigace nikdy nebyla...
Jak se neztratit na moři

Jak se neztratit na moři

Petr Scheirich  |  1. 10. 2018
Dle znamenitého pozorování Slunce a Měsíce shledávám naši zeměpisnou délku 178° 18' 30" západně od Greenwiche. Zeměpisná délka dle logu je 175°...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

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

 

Objednat předplatné