kwartalnik "Edukacja Biologiczna i Środowiskowa"

ISSN 1643-8779



Mniej nie zawsze znaczy gorzej!

Miniaturyzacja ciała to jedna z niezwykle ważnych tendencji w ewolucji zwierząt, a owady są jednym z przykładów niezwykłego sukcesu ewolucyjnego obrazującego ten proces [1].

Wciornastki to jedne z mniejszych owadów synantropijnych. Długość ich ciała waha się w granicach 0,5 do 14–20 mm, ale przeciętna długość to około 1 mm. Można sobie wyobrazić, że tak małe owady składają naprawdę maleńkie jaja – w literaturze można znaleźć informacje, że na przykład jaja wciornastków będących szkodnikami cytrusów w Ameryce Północnej mają długość od 0,075 mm do 0,2 mm długości [2, 3]. Uważa się, że człowiek, który widzi prawidłowo, dostrzega okiem nieuzbrojonym obiekty o rozmiarach nie mniejszych niż 0,1 mm [4], tak więc dla przeciętnej osoby jaja składane przez wciornastki są ledwo dostrzegalne, lub po prostu niewidoczne. Co ciekawe na ich jajach pasożytuje gatunek owada, który jest jednym z najmniejszych znanych wielokomórkowych organizmów eukariotycznych. Megaphragma mymaripenne, o którym mowa, odkryty został przez Timberlake na Hawajach w 1924 roku [5]. Długość ciała dorosłych M. mymaripenne wynosi około 200 μm, czyli 0,2 mm i jest porownywalna z długością ciała jednokomórkowych protistów, takich jak na przykład pantofelek (Paramaecium caudatum), co widać na zdjęciach poniżej.

Widoczne po prawej stronie ryc. 1 organizmy to pojedyncze komórki, podczas gdy pasożytnicza osa widoczna z jego lewej strony stanowi złożony, wielokomórkowy organizm. Wykorzystując miedzy innymi elektronową mikroskopię transmisyjną oraz skaningową, badania histologiczne, a także posługując się modelowaniem komputerowym 3D, Alexey Polilov z Uniwersytetu Moskiewskiego im. Łomonosowa pokazał, że w układ nerwowy M. mymaripenne zbudowany jest z kilku tysięcy komórek [6]. Pytanie, czy to duża liczba?

W porównaniu z jednokomórkowym protistem podobnej wielkości, liczba komórek budujących sam tylko układ nerwowy tej pasożytniczej błonkówki jest wręcz niesamowita. Z drugiej strony jeśli porówna się ją z liczbą komórek budujących układy nerwowe innych owadów, wynik ten nie wygląda imponująco. Przykładowo liczba neuronów u pszczoły miodnej (Apis mellifera) to około 960 tysięcy [7]. Dodatkowo w przypadku M. mymaripenne redukcji uległa liczba jąder komórkowych w OUN do 7199-7593 w przypadku poczwarek i jedynie 339-372 u osobników dojrzałych (imago), czyli w wielu neuronach nie występują jądra komórkowe, co jest cechą bardzo nietypową. Jak pisze Poliov, do rozkładu (lizy) jąder komórkowych neuronów oraz ciał komórek neuronów dochodzi w przypadku 95% komórek nerwowych już po uformowaniu się układu nerwowego, w ostatniej fazie rozwoju poczwarek.

M. mymaripenne z pewnością są unikatowe pod jednym względem – spośród wszystkich zwierząt zdolnych do aktywnego lotu posiadają najmniejsza liczbę neuronów w układzie nerwowym. Oprócz latania, błonkówki te wykonują w zasadzie wszystkie podstawowe funkcie życiowe takie jak odżywianie się, rozmnazanie, czy poszukiwanie jaj wciornastków, w których mogłyby złożyć własne jaja. Przeciętna długość życia dorosłego osobnika M. mymaripenne to około 5 dni w temperaturze 25°C [8] i jest porównywalna z długością życia innych owadów z tej samej grupy czyli bleskotek.

 

 

Ryc. 1. Porównawcze zdjęcia błonkówki i dwóch protistów wykonane w jednej skali. Od lewej: Megaphragma mymaripenne, Amoeba proteus, Paramaecium caudatum. Pozioma kreska oznacza skalę (200 μm). Rysunek za [6], zmodyfikowany.

 

 

Literatura

[1] Hanken J., Wake D.B., Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics 24, 501 – 519 (1993)

[2] Triplehorn, C. and N. Johnson. 2004. Thysanoptera pp. 333- 335. In Borror and DeLong’s Introduction to the study of insects. 7th ed. Brooks/Cole Cengage Learning. Belmonte, California.

[3] URL: http://idtools.org/id/citrus/pests/factsheet.php?name=Thrips, stan na 05. 10. 2013

[4] URL: http://wonderopolis.org/wonder/what-is-the-smallest-thing-you-can-see/#sthash.e90Meyil.dpuf

[5] Timberlake, P. H.—Proc. Haw. Ent. Soc, Vol. 5, pp. 412-415, 1924.

[6] Alexey A. Polilov: Arthropod Structure & Development Volume 41, Issue 1, January 2012, 29–34

[7] Randolf Menzela, Martin Giurfab, Trends in Cognitive Sciences, Volume 5, Issue 2, 62-71, 1 February 2001

[8] Bernardo, U., Viggiani, G., Bollettino del Laboratorio di Entomologia Agraria Filippo Silvestri 58, 77-85. (2002)

 

Marcin Chrzanowski

Tekst pochodzi z EBiŚ 4/2013