Aktuální číslo:

2020/5

Téma měsíce:

Sítě

Chemikálie chladnomilného chvostoskoka

 |  4. 5. 2020
 |  Vesmír 99, 260, 2020/5

Chvostoskoci (Collembola) vděčí za své české jméno orgánu na zadní části těla, kterým se dovedou katapultovat do vzdálenosti až stonásobku své tělesné délky (viz rámeček). Tito drobní šestinozí členovci (největší druhy dosahují velikosti až 9 mm, většina však jen 2–3 mm) jsou na světě už od prvohor.1) Obývají všechny kontinenty včetně Antarktidy a jsou hojní jak počtem druhů (přes 8500), tak jedinců (hustota populace až statisíce jedinců na m2). Žijí hlavně v půdě, lesní hrabance a spadaném listí, najdeme je ale i pod kůrou odumřelých stromů, v mechu, v jeskyních a leckde jinde. Významně se podílejí na rozkladu organické hmoty a koloběhu živin v přírodě, jak přímo, tak svým vlivem na společenstva hub, bakterií a řas, jimiž se živí. Často se shlukují do kolonií tvořených tisíci až miliony jedinců, kteří se pohybují společně, a jsou proto snadno pozorovatelní – zejména na některých podkladech, jako je sníh, kůra stromů, lesní pěšiny.2) Ke komunikaci a na obranu před predátory (např. brouky, štírky, pavouky, stonožkami a roztoči) používají pestrou paletu chemických látek,3) z nichž mnohé vnímá i člověk.

Vidlice a záchytka

Skákací aparát chvostoskoků tvoří skákací vidlice (furca, někdy označovaná furcula) a záchytka (retinaculum neboli hamula). V klidovém stavu záchytka drží vidlici. Jestliže se obě ramena vidlice od sebe oddálí, zadržování záchytkou povolí a mohutné svaly (extensory) prudce sklopí vidlici, která vymrští živočicha do výše. Před dalším skokem je nutné skákací aparát napnout a také se opět nasměrovat – to chvilku zabere. Jedincům chvostoskoka Ceratophysella sigillata trvá příprava okolo 0,5 sekundy. Při pohybu kolonií C. sigillata byla naměřena délka jednotlivého skoku až 6 cm, průměrná doba mezi skoky okolo 10 sekund. Jedinci neagregovaní do kolonií trávili víc času lezením, pozorovaný interval mezi dvěma skoky byl 92 ±72 s.

Zettel J. et al.: Eur. J. Entomol., 2000, DOI: 10.14411/eje.2000.010

Chvostoskok Ceratophysella sigillata obývá lesy v nížinách na sever od Alp a zasahuje i do České a Slovenské republiky.4) Aktivní je pouze v chladné části roku (vyhovují mu teploty od –3 do +10 °C), teplá období tráví v úkrytu. Jeho kolonie čítají až statisíce jedinců a dají se potkat i na sněhu. Živí se houbami, bakteriemi a řasami, které nachází na odumřelém dřevu. Z potravy získává také látky, které mu umožňují aktivní život i pod bodem mrazu. Před predátory5) se chrání směsí, jejíž pach připomíná organická rozpouštědla. Badatelé z univerzity v německém Braunschweigu připravili extrakt z deseti gramů jedinců C. sigillata odchycených poblíž Bernu ve Švýcarsku. Rozdělili ho na jednotlivé složky, které porovnali s látkami známými od jiných druhů chvostoskoků. Žádnou shodu ale nezaznamenali. Zjistili, že na pachu C. sigillata se významně podílí geosmin, hlavní složka zemité vůně, produkovaná mnoha druhy bakterií a sinic. Na predátory ale nijak nepůsobil.

Pozornost vzbudila neznámá látka, jíž hmotová spektrometrie přiřadila podezřelý sumární vzorec C14H15Cl5O6. Podezřelý proto, že pozemské organismy nemají ve zvyku tvořit chlorované uhlovodíky.6) Bylo proto nutné s jistotou vyloučit možnost, že jde o artefakt vzniklý při zpracování materiálu. Další studie potvrdila zdokonalenými postupy strukturu látky nazvané sigillin A a přidala pět obdobných – sigilliny B–F. Sigilliny obsahují pět nebo šest atomů chloru a do jisté míry připomínají některé syntetické insekticidy (obr.). Stejně jako ony působí na receptory GABA mnoha skupin členovců.7) Sigilliny A a F spolehlivě odpuzují dravé mravence Myrmica rubra, hubí mšice Megoura viciaeMyzus persicae, brouka květopasa bavlníkového (Anthonomus grandis) a přenašeče žluté zimnice, komára tropického (Aëdes aegypti). Výrazně méně působí na motýly a třásněnky.

Samostatnou otázkou je původ sigillinů. Možnost, že by si je chvostoskoci celé vyráběli sami, je téměř vyloučena. Enzymy pro biosyntézu takových struktur živočichové, pokud je známo, nemají. V přírodě ale není ničím neobvyklým využívat k obraně jedy získané z potravy nebo od symbiotických organismů.8) Které houbě, sinici či bakterii vděčí za ochranu chvostoskok Ceratophysella sigillata?

Poznámky

1) Nejstarší fosilie chvostoskoka, nazvaného Rhyniella praecursor, byla nalezena ve skotském Rhynie. Byla uložena v rohovci ze spodního devonu starém zhruba 400 milionů let. Whalley P. et al.: Nature 1981, DOI: 10.1038/291317a0.

2) První setkání s velkou kolonií chvostoskoků může být silný zážitek. Díky malým rozměrům je snadné přehlédnout nožičky a další detaily, vidíme jen skvrnu „prachu“ nebo „sazí“, která divně páchne, a po chvíli si možná i všimneme, že se někam šine. Jednou jsme se synem nocovali pod širákem a vzbudilo nás úporné šimrání a záhadná „vůně“. Kolonie chvostoskoků nám právě pochodovala přes spacáky a obličeje.

3) DOI: 10.1007/s00374-019-01365-8.

4) DOI: 10.1016/j.ejsobi.2008.07.005; DOI: 10.5038/1827-806X.47.2.2194.

5) I když je predátorů v zimě podstatně méně než v létě, některé druhy štírků, pavouků a stonožek zůstávají aktivní i v tomto ročním období.

6) Nepřeberné množství odpudivých látek přináší už využití dusíku a síry. Deterenty (znechucující látky) z jiných druhů chvostoskoků patří zejména mezi dusíkaté heterocyklické sloučeniny zvané pyridopyraziny a deriváty kyseliny benzoové (DOI: 10.1007/s00374-019-01365-8).

7) DOI: 10.1002/anie.201501719; DOI: 10.1021/acs.jnatprod.9b01013.

8) Např. toxické alkaloidy využívají žáby pralesničky (Vesmír 89, 214, 2010/4) a pištci (Vesmír 89, 18, 2010/1). Kyanogenními glykosidy se chrání vřetenušky rodu Zygaena (Vesmír 87, 90, 2008/2). Motýl monarcha stěhovavý (Danaus plexippus) užívá ke stejnému účelu srdeční glykosidy nasbírané na klejichách rodu Asclepias (DOI: 10.1007/s10886-019-01055-7), otakárek Battus philenor zase aristolochové kyseliny z podražců rodu Aristolochia.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Biochemie, Entomologie
RUBRIKA: Glosy

O autorovi

Oldřich Lapčík

Prof. RNDr. Oldřich Lapčík, Dr., (*1960) vystudoval biochemii na Přírodovědecké fakultě UK, je vedoucím Ústavu chemie přírodních látek na Vysoké škole chemicko-technologické v Praze. Zabývá se vývojem imunoanalytických metod stanovení nízkomolekulárních biologicky aktivních látek, např. steroidů a dalších izoprenoidů, izoflavonoidů, tryptaminů a kanabinoidů pro aplikace v různých oborech biologických a lékařských věd.
Lapčík Oldřich

Doporučujeme

Čmeláci vyřešili Molyneuxův problém

Čmeláci vyřešili Molyneuxův problém audio

Jaroslav Petr  |  24. 5. 2020
„Když se nevidomý člověk naučí hmatem rozeznat různé předměty, pozná je na první pohled, když se mu navrátí zrak?“ ptal už v roce 1688 William...
Můj život s viry

Můj život s viry

Michal Anděl  |  4. 5. 2020
Když jsem byl malý kluk, rodiče se báli, že děti mohou onemocnět poliomyelitidou, tedy dětskou obrnou. Dětem kvůli ní atrofovaly svaly na...
Jim Peebles a dospívání kosmologie

Jim Peebles a dospívání kosmologie

Giovanni Acquaviva, Jiří Langer  |  4. 5. 2020
Moderní kosmologie objevila nové složky hmoty a energie vesmíru. Za teoretické objevy v kosmologii byla v roce 2019 polovina Nobelovy ceny za...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

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

 

Objednat předplatné