Znajdź zawartość

Mimikra jest dobrze udokumentowanym zjawiskiem wśród dorosłych motyli (imago), jednak okazuje się, że uciekają się do niej również gąsienice, które upodabniając się pod względem ubarwienia do trujących larw, czyli uprawiając mimikrę batezjańską, mają nadzieję uniknąć zjedzenia przez drapieżniki. Keith Willmott z Uniwersytetu Florydzkiego badał dwie podrodziny motyli: danaidowate (Danainae) z Haiti i Ithomiinae ze wschodniego Ekwadoru. W USA gąsienice danaida wędrownego (Danaus plexippus) i monarcha rdzawego (Danaus gilippus) mają czarno-biało-żółte ubarwienie. Na Haiti te same larwy mogą się pochwalić o wiele szerszymi czarnymi pasami, przez co wydają się dużo ciemniejsze. Amerykanie zauważyli, że wzór z szerokimi pasami występuje u kilku toksycznych endemitów z Haiti. Oznacza to, że po przybyciu na wyspę D. plexippus i D. gilippus skopiowały umaszczenie trujących gatunków danaidowatych. Podczas badań w Ekwadorze biolodzy ustalili, że różne postaci ostrzegawczego ubarwienia występują u 22 z 41 gatunków Ithomiinae. W wielu przypadkach były to znowu czarno-biało-żółte pasy, lecz o mimikrze nie mogło być mowy ze względu na zbyt duże różnice oraz rozpowszechnienie. U 5 gatunków zauważono nieudokumentowany wcześniej wzór: żółte ciało z niebieskimi końcówkami. Willmott i inni sądzą, że gąsienice 4 nietoksycznych gatunków naśladują trujące Forbestra olivencia. Nie inwestując w wytwarzanie/pozyskiwanie toksyn, podszywają się pod ciężko pracujące koleżanki, jednak jak podkreśla Willmott, trik sprawdza się, jeśli jest wykorzystywany na tyle rzadko, że drapieżniki nie orientują się, że są oszukiwane. W innym razie zaczynają atakować częściej zarówno naśladowane, jak i naśladowczynie i konieczne staje się pozyskanie nowego wzorca ubarwienia.

Mierząc zaledwie 200 mikrometrów, błonkówka Megaphragma mymaripenne jest najmniejszym owadem świata. Przy niej nawet pełzaki wydają się olbrzymami. Jako że jej rozmiary przypominają gabaryty organizmów jednokomórkowych, a drobne ciałko pomieściło oczy, skrzydła, genitalia i całą resztę, musiała się zmienić nie tylko budowa narządów, ale i komórek. Okazuje się np., że większość neuronów (95%) w ośrodkowym układzie nerwowym nie ma jąder. Alexey Polilov z Uniwersytetu Moskiewskiego im. M. Łomonosowa opisał na łamach Arthropod Structure & Development, na czym polega cud miniaturyzacji M. mymaripenne. Układ nerwowy tej błonkówki składa się z zaledwie kilku tysięcy neuronów, podczas gdy mucha domowa ma ich 340 tys., a pszczoła miodna aż 850 tys. Choć wydawałoby się, że neurologiczne "niedobory" powinny jakoś upośledzać funkcjonowanie naszego drobiazgu, wcale tak nie jest. M. mymaripenne bez problemu latają czy żerują, słowem: zachowują się jak inne owady. Polilov zauważył, że w OUN błonkówek można się doliczyć 339-372 jądrzastych komórek nerwowych. Zwoje składają się zaś z samych wypustek. Co ciekawe, zwoje poczwarek M. mymaripenne w dużo większym stopniu przypominają zwoje innych owadów - w ich ośrodkowym układzie nerwowym występuje 7400 neuronów z jądrami. W końcowej fazie rozwoju poczwarki większość ciał neuronów ulega jednak strawieniu (lizie). Dorosłe osobniki mają o wiele mniej jądrzastych neuronów, niewielką liczbę ciał neuronów w trakcie trawienia oraz ok. 7000 komórek nerwowych bez jądra. Wyeliminowanie z neuronów jądra, bez którego nie da się np. uzupełnić zapasów składników odżywczych, nie skraca życia dorosłych M. mymaripenne. Wręcz przeciwnie, żyją one dłużej od wielu większych pobratymców. Niektórzy komentatorzy podejrzewają, że mimo wszystko miniaturowe błonkówki żyją na tyle krótko, że na etapie poczwarki jądro zdążyło wyprodukować taką ilość białek, jaka wystarcza do normalnego funkcjonowania imago.

Samce motyli Heliconius charithonia siadają na poczwarkach samic na 10 dni przed wylęgiem imago. W ten sposób upewniają się, że będą ich pierwszymi partnerami (Proceedings of the Royal Society B). Rodzi się tylko jedno pytanie: skąd panowie wiedzą, że usiedli na przyszłych samicach? Okazuje się, że wchodząc w okres dojrzewania, żeńskie poczwarki wydzielają pewien feromon. Catalina Estrada i zespół z Uniwersytetu Teksańskiego w Austin wyekstrahowali z oskórka 10 poczwarek szereg związków. W laboratorium zidentyfikowali też lotne związki organiczne, wydzielane przez 12 innych poczwarek. Stwierdzili, że związkiem unikatowym dla poczwarek samic był monoterpen tlenku linalolu, a dla samców linalol. Następnie Amerykanie pomalowali wszystkie poczwarki oboma zapachami. W takiej sytuacji samce Heliconius charithonia jedynie z rzadka siadały na poczwarkach samic pachnących linalolem. Jeśli jednak pomazano je tlenkiem linalolu, "zagnieżdżały się" na nich w 65% przypadków, a więc tak często jak na poczwarkach żeńskich niepoddawanych żadnym zabiegom.

Żaden z ludzi nie pamięta chwil spędzonych w łonie matki. Okazuje się jednak, że ćmy są w stanie przechować przynajmniej część swoich wspomnień z okresu życia larwalnego aż do momentu, kiedy są dojrzałymi osobnikami. Dzieje się tak pomimo stosunkowo prymitywnej budowy larwy oraz ogromnej złożoności procesów, które zachodzą w czasie jej przeobrażenia w postać dorosłą owada (imago). Ćma, którą wykorzystano do badań, to zmierzchnica (łac. Manduca sexta). Jej gąsienica jest znanym pasożytem niektórych roślin, m.in. tytoniu. Po trzech tygodniach życia (i kilkukrotnym zrzucaniu powłok ciała, czyli linieniu) larwa wytwarza wokół własnego ciała osłonę, noszącą wdzięczną łacińską nazwę pupa, w której spędza kolejne 18-24 godziny życia. Przez ten czas ćma, nazywana na tym etapie życia poczwarką, pozornie nie wykazuje oznak życia, choć we wnętrzu jej osłonki zachodzą niezwykle intensywne procesy. Przeobrażeniu ulega niemal cały organizm, a większość tkanek zmienia swoją strukturę. Ostatecznie, gdy proces ten jest zakończony, z osłony wychodzi owad gotowy do dorosłego życia, czyli imago. Naukowcy postanowili zbadać, jak trwała jest pamięć owada podczas tej niezwykłej metamorfozy. Mówiąc precyzyjniej, chcieli oni sprawdzić, czy ćma jest w stanie "utrzymać" wspomnienia zachowane w mózgu, a następnie wykorzystać je jako dorosłe zwierzę. Zaobserwowali bowiem, że dorosłe osobniki M. sexta zachowują preferencje do odżywiania się pokarmem, który przyjmowały w największych ilościach jako larwy. Nie byli jednak pewni, czy "nośnikiem wspomnienia" nie były np. resztki pożywienia pozostawione pod pupa. Martha Weiss, ekolog ewolucyjny z Uniwersytetu Georgetown, postanowiła zbadać sprawę dokładniej. Umieściła 2-tygodniowe larwy ćmy w naczyniu zawierającym dwie komory. Jedna zawierała czyste powietrze, druga zaś - powietrze z domieszką octanu etylu. Jest to nieszkodliwy, choć posiadający zapach, prosty związek organiczny. W normalnych warunkach zwierzęta nie wykazywały żadnych preferencji odnośnie pobytu w którymkolwiek pomieszczeniu. Po pewnym czasie prof. Weiss atakowała owady prądem, gdy te wybierały komorę wypełnioną związkiem zapachowym. W ten sposób nauczyła je unikania komory zawierającej octan etylu. Na dalszym etapie eksperymentu zauważono, że ćmy "zapamiętywały" negatywne skojarzenia zapachu octanu etylu z cierpieniem spowodowanym przepływem prądu. Owady nawet 50 dni po osiągnięciu postaci dojrzałej unikały bowiem przebywania w naczyniu, w którym był rozpylony ten związek. Owady, które nie były wcześniej "nauczone" takiego zachowania poprzez rażenie prądem, nie wykazywały jakichkolwiek preferencji pod tym względem. Aby potwierdzić słuszność swoich domniemań, prof. Weiss przeprowadziła kolejny eksperyment. Wyglądał on niemal identycznie, lecz tym razem użyto do niego larw jednotygodniowych, posiadających znacznie bardziej prymitywną budowę mózgu. Okazało się, że tym razem ćmy nie były w stanie przechować wspomnień, więc jako dorosłe osobniki nie wykazywały strachu przed specyficznym zapachem powietrza. Kolejnym czynnikiem, który należało sprawdzić, był wpływ samego octanu etylu na zachowanie larw. W tym celu larwy hodowano bez jakiejkolwiek "tresury", za to w czasie, gdy były zamknięte w pupa, spryskano je tym związkiem bez wywoływania szoku elektrycznego. Wykonano też odwrotny eksperyment: usunięto resztki octanu etylu z otoczki w czasie, gdy ukryty w jej wnętrzu "wytresowany" owad dojrzewał. Na podstawie tych dwóch eksperymentów wykazano, że same cząsteczki octanu etylu nie mają wpływu na zachowanie owadów, gdy nie są skojarzone z bólem wywołanym przepływem prądu elektrycznego. Inni naukowcy oceniają pracę prof. Weiss bardzo pozytywnie. Neurolog Mark Stopfler mówi na przykład: Wykonała kawał świetnej roboty, wyeliminowała wszelkie alternatywne wytłumaczenia tego zjawiska. Nie jest jeszcze znana część mózgu odpowiadająca za przechowywanie wspomnień w czasie przepoczwarzania. Kolejne badania skupią się najprawdopodobniej właśnie na tym problemie. Są one potrzebne, gdyż mogą okazać się źródłem istotnych informacji na temat sposobu zapisu oraz przechowywania danych w układzie nerwowym. Mogą także dostarczyć wartościowego modelu badawczego z dziedziny neurobiologii.