Środowisko

Muchy, muszki i…

Numer 12/2018
„Twarzą w twarz” z drozofilą. Widać charakterystyczne dla „muchówek wyższych” krótkie czułki, aparat gębowy w formie ssawki oraz wielkie oczy porośnięte szczecinkami. „Twarzą w twarz” z drozofilą. Widać charakterystyczne dla „muchówek wyższych” krótkie czułki, aparat gębowy w formie ssawki oraz wielkie oczy porośnięte szczecinkami. Sebastian Janicki / Shutterstock
Sporo owadów nazywamy muchami. Ale przecież znacznie się one od siebie różnią zarówno wyglądem, jak i zachowaniem. Przez niektóre chorujemy, inne uprzykrzają nam życie. Jeszcze inne zachwycają nas wyglądem i sprawnością. Są też i takie, które przysłużyły się nauce.
Jusznica deszczowa (Haematopota pluvialis): futeralik na szczycie pyska kryje ssawkę używaną do picia krwi.Maciej Olszewski/Shutterstock Jusznica deszczowa (Haematopota pluvialis): futeralik na szczycie pyska kryje ssawkę używaną do picia krwi.
Ssawka służy muchom do pobierania pożywienia. Dochodzą do niej ­przewody gruczołów ślinowych.Jordan Lye/Shutterstock Ssawka służy muchom do pobierania pożywienia. Dochodzą do niej ­przewody gruczołów ślinowych.
Nie wszystkie drozofile żyją na owocach – ten gatunek zasiedla grzyby.khlungcenter/Shutterstock Nie wszystkie drozofile żyją na owocach – ten gatunek zasiedla grzyby.
Jusznica (Haematopota pluvialis) kąsa boleśnie w słoneczne dni, szczególnie przed deszczem.Kletr/Shutterstock Jusznica (Haematopota pluvialis) kąsa boleśnie w słoneczne dni, szczególnie przed deszczem.
Bzyg pospolity (Syrphus ribesii).Arto HakolaArto Hakola/Shutterstock Bzyg pospolity (Syrphus ribesii).
Bzyg ­prążkowany (Episyrphus balteatus).shunfa Teh/Shutterstock Bzyg ­prążkowany (Episyrphus balteatus).

Muchami laicy nazywają brzęczące dwuskrzydłe owady, które szybko latają. Entomolodzy unikają tego określenia ze względu na możliwe nieścisłości i pomyłki. Wolą używać słowa „muchówki”, które określa owady z rzędu Diptera, co oznacza „dwuskrzydłe” (ze względu na to, że tylna para ich skrzydeł uległa zredukowaniu do buławkowatych tworów zwanych przezmiankami). Do tej pory opisano ich na świecie aż 150 tys. gatunków, z czego w Polsce żyje aż 7 tys.! Naprawdę mało kto umie połapać się w tym bogactwie. Do najbardziej znanych przedstawicieli Diptera, których można nazwać muchami, należą np. mucha domowa, mucha plujka, meszki i gzy.

O oczach tych owadów można by pisać poematy. Niemal u wszystkich gatunków są one olbrzymie, składają się z tysięcy fasetek, czyli pojedynczych oczu, i zajmują większą część głowy. Niekiedy mają tak wielkie rozmiary (np. u samców niektórych wójkowatych, bzygowatych czy bąkowatych), że zlewają się, otaczając niemal całą głowę. Ponadto mogą być podzielone na górną i dolną część, różniące się wielkością fasetek czy ich ułożeniem, co prawdopodobnie poprawia orientację w locie rojowym. Oczy wielu muchówek iskrzą się rozmaitymi metalicznymi barwami, niekiedy dodatkowo powiązanymi w zmieniające kolory ornamenty. Niestety, te cuda są widoczne zwykle tylko u żywych muchówek. U okazów na szpilkach znikają.

Ciało much w toku ewolucji stało się silne i krępe, obrosło mięśniami, skrzydła nabrały znacznie większej mocy, a czułki przystosowały się do dużych szybkości, z jakimi zaczęły się poruszać te owady, i uległy zredukowaniu do kilku segmentów. Larwy much wyspecjalizowały się w życiu w dość jednostajnym wilgotnym środowisku, przez co dosłownie straciły głowy na rzecz malutkich, zredukowanych parzystych, haczykowatych wyrostków, którymi zaczepiają się o elementy otoczenia, żerując lub posuwając się do przodu. Larwy much to dziwne zwierzęta: takie wydłużone, umięśnione worki wciskające się w różne szczeliny.

Jeśli chodzi o zredukowaną drugą parę skrzydeł – przezmianki – to ostatnio przeważa pogląd, że są one przede wszystkim narządem zmysłu, monitorującym trajektorię lotu za pomocą czułych receptorów. Poza tym mogą działać jako żyroskop oraz rozrusznik przy starcie. Przyjemnie jest obserwować, jak wykorzystują te umiejętności muchy z rodzaju Fannia, zwane po polsku zgniłówkami. W odróżnieniu od muchy domowej zgniłówki nigdy nie dokuczają ludziom. Każdy widział ich akrobacje powietrzne wykonywane pod lampami. Tylko po co one to robią? Otóż samce przeganiają się z przestrzeni znajdującej się bezpośrednio pod lampą, bo tam przylatują receptywne samice. Kiedyś, być może, był to duży owoc zwisający z drzewa. Analiza materiału filmowego ujawniła, że samiec, który puszczał się w pogoń za konkurentem, reagował korektą lotu na zmianę kierunku lotu uciekającego po 30 ms! Takie reakcje możliwe są tylko w przypadku supersprawnego (i małego!) układu nerwowo-ruchowego.

Towarzyszka człowieka

Mucha domowa jest zdecydowanie najbardziej domowa spośród wszystkich much, a może i wszystkich związanych z człowiekiem zwierząt. Nie spotyka się jej właściwie poza ludzkimi domostwami. Owady widziane na polu, łące czy w lesie to osobniki „przelotne”, rozprzestrzeniające się z miejsc, gdzie się wylęgły. Mucha ma bowiem wrodzony instynkt zasiedlania domostw odległych o pewien dystans (zwykle kilka kilometrów) od miejsca własnego rozwoju. Podejrzewa się, że pochodzi z Bliskiego Wschodu, skąd wywędrowała z człowiekiem w czasach prehistorycznych i być może chodziła jeszcze po karkach śpiących neandertalczyków.

Gatunek ten prawdopodobnie był związany z jakimś zwierzęciem żyjącym przed milionami lat w jaskiniach – stąd u muchy domowej tendencja do wlatywania do „jaskiń”, których odpowiednikami we współczesnym świecie są domostwa. W poszukiwaniu siedliska mucha domowa wlatuje więc w takie otwory jak okna, drzwi czy luki ładunkowe statków i samolotów. W mieszkaniach czuje się świetnie i zawsze znajduje coś do zjedzenia, przy czym nie musi to być pokarm w płynie. Za pomocą ssawki, która jest mięsiście rozbudowanym elementem wargi dolnej, mucha zwilża śliną i zdrapuje malutkimi ząbkami umieszczonymi w rowkach na rozłożonych labellach ssawki nawet taki pokarm jak skórka chleba, zaschnięte mleko albo rozsypany cukier. Muchy dużo jedzą i dużo wydalają. Ich płynne odchody zastygają w postaci ciemnych kropek. W miejscach agregacji much powstają pstre wzorki.

Mucha nie ma respektu przed człowiekiem i pewna swojej szybkiej reakcji często ucztuje pod naszym nosem, a nawet odważa się na wędrówki po skórze śpiących ludzi. Właśnie o tym jej „zmyśle czasu” opowiada jeden z odcinków pewnego angielskiego serialu popularnonaukowego, którego autorzy skupili się na sprawności zmysłów różnych zwierząt. Mucha jest mniejsza od nas i choć jej neurony nie przewodzą impulsów prędzej od naszych, to mała odległość, jaką te impulsy muszą pokonać, sprawia, że mucha reaguje na bodziec wielokrotnie szybciej niż my. Film ilustrował to awanturą przy stoliku, przy którym dwie szacowne damy szykowały sobie w filiżankach herbatkę. Przy wrzucaniu kostek cukru do filiżanek trochę herbaty ze śmietanką rozlało się na stolik. Zaraz wykorzystała to mucha, która przysiadła się do rozlanej plamy. Od tej chwili film toczył się w zwolnionym tempie, tak jak może widzieć scenę nie człowiek, ale mucha. Chłepcząc słodką herbatę, owad widział, jak jedna z dam podnosi packę z gazety, aby mu przyłożyć. Ciągle chłepcząc, obserwował spokojnie kątem oka, jak dama bierze zamach i jak gazeta trzymana w jej ręku przemierza dłuuugą drogę. Dopiero gdy gazeta była tuż-tuż, mucha wystartowała do lotu i przebierając szybko skrzydłami, łatwo wyminęła packę, która strzeliła w… filiżankę, siejąc na stole spustoszenie.

Innymi ogólnie docenianymi zdolnościami muchy są lądowanie na suficie i chodzenie do góry nogami (umie to zresztą większość owadów, a i niektóre kręgowce, np. gekony). Kiedyś powszechnie mniemano, że mucha przed wylądowaniem na suficie kręci pół salta, bo zawsze po wylądowaniu jest zwrócona tyłem do kierunku lotu. Analiza poklatkowego filmu wyjaśniła, że lądowanie na opak wygląda inaczej. Otóż mucha, jeszcze lecąc, wyciąga do góry przednie odnóża, by uchwycić pazurkami mikronierówności sufitu, a to, co wyglądało na salto, jest właściwie wahadłowym bujnięciem pod wpływem siły bezwładności. Pochód do góry nogami natomiast zapewniają musze wspomniane pazurki oraz płatowato rozszerzone powierzchnie przedostatniego członu stóp. Płaty te są pokryte olbrzymią ilością włosków namaszczonych lepką substancją.

Muchy są tzw. obligatoryjnymi wektorami pasożytów i zarazków człowieka, w odróżnieniu od np. tropikalnych komarów czy meszek. Roznoszą zarazki biernie, na nogach, ssawce i poprzez własne odchody. Lista mikroorganizmów jest długa, stanowi więc okazję do straszenia tymi owadami czytelników poradników domowych, tak jak straszy się konsekwencjami niespożywania wystarczającej ilości molibdenu, wanadu czy następstwami spotkania czarnego kota. Obecnie bada się mikrobiom (ogół mikroorganizmów występujących w danym siedlisku) much metodami metagenomicznymi, wyszukując genetyczne ślady rozmaitych organizmów na fragmentach ich ciała. Okazuje się, że na musze może być nawet 5 mln bakterii (najwięcej na nogach i skrzydłach) z kilkudziesięciu gatunków. Tyle co… na 1 cm2 niemytej dłoni. Tak więc zagrożenie ze strony much można porównać z zagrożeniem chorobą brudnych rąk. Czy pozbycie się tych owadów coś daje? Owszem, radykalne podniesienie higieny i eksterminacja much zmniejszają prawdopodobieństwo kontaktu z groźnymi mikroorganizmami, ale odcięcie od wszechobecnego (mimo wszystko!) mikrobiomu powoduje inne zaburzenia (umniejszona odporność na choroby zakaźne czy niedobór bakterii symbiotycznych).

Muszki na owocach

Czasami po owocach leżących na stole lub parapecie biegają malutkie jasne muszki z czerwonymi oczami i ciemnym końcem odwłoka. Gdyby postawić obok butelkę octu, niemal wszystkie zleciałyby się do niej, tworząc pod zakrętką wianuszek z własnych ciał. Podobnie mogłaby je zwabić butelka wina albo nawet oddech człowieka, który wypił co nieco alkoholu. Zapach octu i alkoholu etylowego to sygnał fermentacji owoców. W obecności tych związków muszki świetnie się czują, a larwy rozwijające się w nadpsutym miąższu muszą radzić sobie ze stałą obecnością alkoholu i mają dokładnie te same enzymy go rozkładające co człowiek.

Zachowanie tych muszek sprawia jednak wrażenie, jakby alkoholowe środowisko, do którego lgną, wpływało na nie „rozrywkowo”. Gdy przyjrzymy się im bliżej, zobaczymy zestaw podejrzanych reakcji. Co chwila robią jakieś wygibasy, dziwną gimnastykę skrzydełkami albo ścigają się, a nawet całują w tylną część ciała. Nie są to bynajmniej alkoholowe ekscesy, ale sterowane przez instynkt obyczaje godowe mające na celu tak ważne sprawy jak oszacowanie wartości partnera i jego gotowości do rozrodu.

Mamy kłopoty z dobrą polską nazwą tego gatunku. Specjaliści z laboratorium używają zwykle określenia „drozofile”. W popularnonaukowych publikacjach występują one jako „muszki owocowe”. Proponowana jest też nazwa „wywilżna”, ale budzi ona niechęć ze względu na przykre brzmienie i trudności z wymówieniem. Jestem za nazwą drozofila (Drosophila znaczy „kochająca rosę”), ponieważ zawierają się w niej rys pewnego wyobcowania tych muszek z rodzimej przyrody oraz ich laboratoryjna kariera. Drozofila pochodzi z zachodniej Afryki i rozprzestrzeniła się po świecie dopiero w XIX w. wraz z rozwojem handlu cytrusami i bananami. Do laboratoriów trafiła już na samym początku zeszłego wieku, ale rozsławiło ją jako modelowy obiekt badań genetycznych laboratorium Thomasa H. Morgana na Columbia University, skąd szły w świat rewelacje o eksperymentalnym poparciu chromosomowej teorii dziedziczenia.

Co się specjalistom od dziedziczenia w drozofili podobało? Morgan w pierwszych latach ub.w. przerzucił się na nią z organizmów morskich, gdyż była lepszym obiektem do zgłębiania aspektów rozwoju zwierząt. Już w 1912 r. w jego laboratorium otrzymano około ćwierci setki mutantów, co spowodowało skierowanie badań na sprawy dziedziczenia i w rezultacie na coś tak do tej pory egzotycznego jak mapowanie genów w chromosomach.

Drozofila nie ma jakiejś jednej cudownej cechy jako organizm laboratoryjny. O jej wartości przesądzają małe wymagania co do warunków życia, niewielkie rozmiary, szybkie tempo rozwoju, łatwe do zaobserwowania i wydzielenia cechy budowy i zachowania, a nade wszystko wspaniałe olbrzymie chromosomy politeniczne powstałe wskutek kilkukrotnej replikacji chromosomowego DNA, znajdowane w komórkach ślinianek larw.

Drozofile są przystosowane do szybkiego zasiedlania gnijących owoców. W temperaturze 25°C rozwój zarodka w jaju trwa tylko jeden dzień. Na pożywce drożdżowo-bakteryjnej larwa potrzebuje czterech dni na dojście do stadium poczwarki. Tyle samo potrzebuje poczwarka na przeobrażenie w postać dorosłą. Po następnych trzech (niekiedy tylko dwóch) dniach samica składa pierwsze jaja. Rozwój od jaja do złożenia jaj trwa więc tylko 10–11 dni. Przez pierwsze godziny życia samce i samice nie parzą się, co wykorzystuje się do segregacji muszek przed zapłodnieniem. Samce można odróżnić od samic po czarnym zakończeniu odwłoka (właściwie tylko samce są melanogaster, czyli czarnobrzuche) oraz po obecności na przednich odnóżach prawdziwie męskiego narządu, czyli tzw. samczego grzebienia – kolczastego tworu pomocnego w rozchylaniu skrzydeł partnerkom przed kopulacją. Ponieważ dorosłe samice żyją około 50 dni i składają po kilkadziesiąt jaj dziennie, od jednej otrzymuje się nawet pół tysiąca osobników potomnych. Na jeden projekt badawczy, trwający kilka lat, można zaplanować sto pokoleń drozofili, a to może wystarczyć do wyselekcjonowania bardzo wielu cech.

W laboratoriach na całym świecie utrzymuje się tysiące czystych genetycznie linii ras drozofili, niekiedy bardzo zmienionych w stosunku do dzikiej linii wyjściowej. Zasiedlają je szczepy muszek z dwiema parami skrzydeł, podzielonymi oczami i szczególnymi zachowaniami. Te, które się rozmnażają, można trzymać w hodowli (spowolnionej niższą temperaturą). Z kolei niezdolne do rozrodu trzeba pozyskiwać z zamrożonych embrionów. Niedawno rozgłos zdobyła rasa drozofili ze zmodyfikowanym genem fruitless („bezowocny”), zwanym w skrócie fru. Gen ten odpowiada za przebieg zachowań zalotnych u samców. Normalny, dziki i pełen samczych popędów osobnik wykonuje przed samicą ciąg specjalnych znaków wizualnych i sygnałów akustycznych. Kiedy taki samiec zobaczy obiekt choć trochę przypominający samicę, podbiega do niego, wykonuje skłony ciałem i naprzemiennie prostuje skrzydła. Kiedy samica ucieka, podąża za nią, aż uda mu się „poklepać” ją po odwłoku. Wtedy samiec uzyskuje za pomocą smakowych receptorów na stopach potwierdzenie tożsamości obiektu. Jeżeli jest to istotnie receptywna samica, samiec wykonuje serię wibrujących ruchów skrzydeł, nazywanych przez bardziej romantycznie usposobionych badaczy pieśnią miłosną. Kiedy samica pozostaje w miejscu, samiec przytyka na chwilę ssawkę do jej genitaliów i zaraz podejmuje próbę kopulacji. Receptywna samica pozwala na kopulację i rozchyla skrzydła, które samiec podtrzymuje przednimi stopami. Sama kopulacja trwa 10–20 min.

Normalnie bierne w takich sytuacjach zachowanie samic zmienia się diametralnie, kiedy metodą manipulacji genetycznej otrzymają one „złożony” na sposób samczy (metoda zestawiania genów nosi nazwę gene splicing) gen fru. Postępują wówczas zupełnie jak samce, wykazując całą gamę zalotnych zachowań w stosunku do innych samic, a także do „zniewieściałych” samców, czyli takich, którzy zostali genetycznie wmanipulowani w produkcję samiczego feromonu. Jeżeli zaś genom samca zawiera gen fru „złożony” na sposób samiczy, to zachowuje się on jak samica, czyli biernie czeka na rozwój wypadków. Zmodyfikowane genetycznie samce i samice formują jednopłciowe grupy ganiających za sobą muszek, czego nigdy nie obserwuje się w naturze (w tym wypadku na zakupionych przez nas śliwkach czy bananach). Drozofile ze zmanipulowanym genem fru nie różnią się wyglądem od muszek normalnych. Rewelacją jednak jest to, że modyfikacja jednego jedynego genu zmienia ich orientację seksualną i nastawienie do życia.

Udręka na pastwisku

Gzy właściwe (Oestridae) wyglądają dość sympatycznie: są duże, kudłate i mają szeroko rozstawione niewielkie oczy. Nie piją krwi, a osobniki dorosłe w ogóle nie przyjmują pokarmu. Mają jednak co nieco na sumieniu. Ich larwy rozwijają się jako wewnętrzne pasożyty w różnych miejscach ciała dużych zwierząt. Hodowcy krów mieli kiedyś problemy z gzami bydlęcymi, głównie z gatunku Hypoderma bovis. Muchówki te w gorące letnie dni powszechnie nalatywały z głośnym bzyczeniem na krowy i składały jaja na ich skórze. Larwy wnikały pod skórę i wędrowały w okolice grzbietu, gdzie kończyły rozwój. Bydło ma wrodzoną reakcję obronną na nalot gzów. Słysząc bzyczenie, staje się niespokojne i panicznie ucieka od jego źródła. Przypomina to trochę zachowania bydła podczas rui, czyli gotowości płciowej samic, kiedy też odbywają się gonitwy po pastwisku. Stąd mówiono, że bydło się gzi – opisując jednakowo ucieczkę od gzów i rytuały godowe tych zwierząt. Ciekawe, że owo językowe uogólnienie wygląda na zapożyczone z łaciny przez grekę, gdzie giez miał własną nazwę oestrus (Linneusz nadał ją tylko gzowi owczemu). Fachowo ruję nazywa się estrusem, a hormon żeński – estrogenem. Kto by przypuszczał, że nazwy te pochodzą od muchy? Obecnie, ze względu na wzrost higieny i porzucenie tradycyjnych metod hodowli bydła, gzy stały się rzadkością.

Nieproszeni czy mile widziani goście?

Niektórzy przedstawiciele muchówek to szkodniki roślin. Na przykład masowo zasiedlające zboża gatunki, jak pryszczarek heski, niezmiarka paskowana albo ploniarka zbożówka, mogły drastycznie zmniejszyć plony i być przyczyną głodu na przednówku. Całą muszą entomofaunę (ciekawą!) mają grzyby kapeluszowe. Robaczywki, czyli grzyby zasiedlone przez larwy muchówek (grzybiarkowatych, pryszczarkowatych, bedliszkowatych, ziemiórkowatych), są zmorą grzybiarzy. Ileż to pięknych prawdziwków czy koźlarzy trzeba było odrzucić ze względu na liczne kanały przecinające miąższ i ich niezbyt przystojnych (w ogólnym mniemaniu) mieszkańców!

Komary, meszki, jusznice deszczowe, kuczmany, bolimuszki – to wszystko muchówki, z którymi zawieramy znajomość w bolesny sposób. Na pocieszenie warto napisać, że w przeciwieństwie do krwiopijnych muchówek tropikalnych te nasze rodzime są zadziwiająco sterylne i (na razie!) nie roznoszą zarazków poważnych chorób. O meszkach warto wspomnieć też z tego powodu, że mając wygląd typowych „muszek”, bardziej są spokrewnione z komarami niż np. z drozofilami czy innymi owadami o prawdziwie muszej posturze. Larwy meszek żyją w wodach rzek i strumieni i są filtratorami, to znaczy wychwytują z płynącej wody osad organiczny, przyczyniając się wydatnie do jej odczyszczenia.

Muchówki mogą też naprzykrzać się zwyczajnie samą swoją liczebnością. Skupiska małych muszek zwanych rojówkami (Thaumatomyia notata), składające się nawet z milionów osobników, mogą pojawiać się niespodziewanie na jasnych ścianach domów, balkonach lub tarasach. Prawdopodobnie są to punkty w krajobrazie, gdzie zaczynają się gromadzić pojedyncze muszki, a gdy ich liczba przekroczy ilość krytyczną, ściągają za pomocą feromonów agregacyjnych do tego miejsca chmary rojówek z całej okolicy. Takie sytuacje zdarzają się wczesną jesienią w przypadku bloków lub domów graniczących z rozległymi trawnikami bądź łąkami, ponieważ rojówka w stadium larwalnym jest drapieżnikiem mszyc zakładających kolonie na korzeniach traw.

A czy mamy jakieś korzyści z muchówek? Owszem, i to wiele. Przydają się nam np. drapieżne muchówki zwalczające mszyce. Należą do nich mszycówka i mszycznik, które można kupić w odpowiednich punktach i użyć przeciwko mszycom. Szczególnie sprawdza się ta metoda w warunkach szklarniowych. Mszycówka w stadium larwalnym to pogromca mszyc, gdyż potrafi ich zjeść nawet kilkadziesiąt dziennie. Kupuje się je w formie poczwarek, które wykłada się w szklarni. Z poczwarek wychodzą dorosłe muchówki, które po niedługim czasie same znajdują kolonie mszyc i – jeżeli są samicami – obkładają je jajami.

Z kolei larwy much z rodzaju Lucilia przydają się w medycynie do kuracji trudno gojących się ran. Opatrunki zawierające larwy stosuje się z dobrym skutkiem (także w Polsce) m.in. przy leczeniu tzw. stopy cukrzycowej. Muchówki są też główną formacją higieniczną w przyrodzie, uprzątającą zwłoki i odchody. Przyczyniają się również w znacznym stopniu do zwiększenia plonów poprzez zapylanie kwiatów i ograniczanie liczebności roślinożerców (pasożytniczych rączycowatych). Muchówki są także ważnym pokarmem, warunkującym egzystencję wielu ryb, nietoperzy czy ptaków śpiewających.

Marek W. Kozłowski
Katedra Entomologii Stosowanej SGGW

01.12.2018 Numer 12/2018

Czytaj także

Reklama
Reklama

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

Powrót na stronę główną