Nauka

Czym mrówki uwodzi rozrożek

Wikipedia
Dlaczego mrówki karmią i opiekują się innym owadem? Odpowiedzi na to pytanie szukał dr hab. Paweł Jałoszyński z Muzeum Przyrodniczego Uniwersytetu Wrocławskiego.
Są maleńkie – ich ciała mają ok. 2 mm. Nie mają oczu i skrzydeł. Nikt nigdy – pomimo 200 lat starań – nie znalazł ich larw. Ich cykl rozwojowy jest tajemnicą. Wiadomo o nich tylko, że nie potrafią samodzielnie pobierać pokarmu. Karmią je robotnice mrówek. Co je do tego skłania? Żeby to sprawdzić, dr hab. Jałoszyński sięgnął po zaawansowaną mikrotomografię komputerową i zajrzał do głowy rozrożka (Claviger testaceus Preyssler) z rodziny kusakowatych (Staphylinidae).
Ewolucja zachowań socjalnych, specjalizacja kast i życie w wielkich koloniach pomogły mrówkom osiągnąć dzisiejszą różnorodność gatunków, form ciała i przystosowań. Pojawienie się społeczności, w których robotnice utrzymują stałe warunki, gromadzą pożywienie, a także organizują śmietniki dla produkowanych odpadków przyciągnęło do gniazd mrówek również wielką liczbę innych owadów. Myrmekofile, organizmy związane z koloniami mrówek, wykorzystują te zasoby, a także ochronę, jaką daje bezpieczne wnętrze gniazda i strzegący go żołnierze. Wolnożyjące gatunki same jednak musiały rozwiązać dużą liczbę problemów, by mogły przystosować się do życia z mrówkami. Samo wejście do pilnie strzeżonej kolonii może skończyć się śmiercią; bytowanie wśród agresywnych gospodarzy też nie jest sielanką; a pożywienie wewnątrz gniazda jest nie tylko pilnowane, ale też precyzyjnie racjonowane przez wyspecjalizowane robotnice.
Mimo tych trudności, wiele myrmekofili tak doskonale przystosowało się do bytowania w koloniach mrówek, że dzisiaj nie potrafią już samodzielnie przeżyć bez swoich gospodarzy. Jednym z przykładów najbardziej ekstremalnych adaptacji jest właśnie występujący w Polsce tajemniczy chrząszcz rozrożek.
Pomimo wielu badań, dotychczas udało się tylko ustalić, że rozrożki wydzielają ze swoich gruczołów związki chemiczne, które zmuszają mrówki do opiekowania się nimi; płynny pokarm przechodzi z ust do ust, a w razie niebezpieczeństwa robotnice chronią swoich współlokatorów. Jednak przodkowie rozrożków byli drapieżnikami żyjącymi w ściółce leśnej; rekonstrukcje filogenetyczne pozwalają domyślać się u nich długich, mocnych żuwaczek, w pełni wykształconych oczu i skrzydeł. Życie w mrowiskach wymagało poważnych zmian w strukturach ciała.
Żeby odpowiedzieć na pytanie, w jaki sposób u przodków rozrożków zachodziły przekształcenia szkieletu, mięśni i innych części ciała, grupa badaczy polskich, chińskich i niemieckich zajrzała do wnętrza ciała tych mikroskopijnych owadów. Za pomocą zaawansowanej mikrotomografii komputerowej odtworzono w najdrobniejszych szczegółach i w trzech wymiarach każdy mięsień, centralny układ nerwowy, przewód pokarmowy i inne szczegóły budowy, niemożliwe do zbadania tradycyjnymi metodami. Ustalono po raz pierwszy, że narządy gębowe drapieżnych przodków rozrożków uległy znaczącym zmianom, np. żuwaczki i głaszczki zostały silnie zredukowane. Równocześnie niezwykłej rozbudowie uległy struktury pokryte wcześniej krótkimi włoskami, które u dzisiejszego rozrożka tworzą wielkie ‘urządzenia kapilarne’, w których gęste i długie szczeciny pozwalają wciągnąć kroplę płynnego pokarmu z aparatu gębowego mrówki wprost do własnej gardzieli. Wiele mięśni głowy, związanych z żuwaczkami i szczękami, uwsteczniło się, a niektóre zupełnie zniknęły. Ciemności panujące w koloniach mrówek spowodowały nie tylko całkowitą utratę oczu; udało się jednoznacznie wykazać, że zanikły również nerwy optyczne i ośrodki wzroku w mózgu. Silnie zredukowana jest większość mięśni związanych z lotem, natomiast pokrywy skrzydłowe stały się bardziej skomplikowane niż u drapieżnych przodków rozrożka. ‘Zamek’ spinający obydwie pokrywy skomplikował się i wraz ze zmianą kształtu samych pokryw zapewnia zwiększoną odporność na nacisk wywołany chwytaniem chrząszczy żuwaczkami przez mrówki podczas przenoszenia w inne miejsca. Olbrzymie gruczoły wewnątrz głowy i tułowia produkują substancje atrakcyjne dla robotnic. Strategiczne rozmieszczenie ujść tych gruczołów pozwala chrząszczom odwracać uwagę mrówek od najbardziej wrażliwych regionów ciała i równocześnie zapewnia odpowiednią pozycję przy karmieniu.
Rozrożki i podobne im ekstremalne myrmekofile kryją jeszcze wiele tajemnic. Współcześni entomologowie coraz częściej sięgają po metody eksperymentalne jeszcze niedawno stosowane głównie w badaniach kosmicznych, fizyce cząstek elementarnych czy zaawansowanej medycynie. Trójwymiarowym rekonstrukcjom narządów wewnętrznych entomologia zawdzięcza wielki renesans badań morfologicznych i olbrzymią ilość nowych danych. Dzięki nim odpowiadamy na pytania, w jaki sposób ewoluują niezwykłe przystosowania i jak przychodzą na świat nowe gatunki. Rozrożek został opisany w roku 1790; jego tajemnice czekały na rozwiązanie 230 lat.
____________________________________________
źródło: Uniwersytet Wrocławski
Reklama

Czytaj także

Reklama

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną