Terra insecta: Naszą planetą rządzą owady

Anne Sverdrup-Thygeson jest profesorem na Norweskim Uniwersytecie Nauk Przyrodniczych. Badaczka specjalizuje się w i uwielbia badać fantastyczny świat robali. Nie bez przyczyny jej blog, książka i audycje w norweskim radiu cieszą się taką popularnością. Wiedzieliście, że karaluchy mogą uratować nas z zawalonego budynku, a chrząszcze pomagają rozłożyć plastik? Że dzięki mrówkom powstają antybiotyki nowej generacji? Aż strach pomyśleć, jak wyglądałby świat bez maleńkiej czekoladowej muszki, która jako jedyna może zapylić kwiaty kakaowca!O tym, kto tak naprawdę rządzi Ziemią dowiesz się z książki "Terra insecta. Planeta owadów" autorstwa Anne Sverdrup-Thygeson, której fragmenty prezentujemy poniżej:Wyobraź sobie armię czerwonookich owadów, powoli i spokojnie wygrzebujących się z ziemi. Każdy ma wielkość kciuka, a jest ich tak wiele, że może to przywodzić na myśl kiepski horror o końcu świata: mowa tu o zagęszczeniu trzech milionów owadów na powierzchni o wielkości boiska do piłki nożnej... Nie jest to jednak science fiction ani proroctwo sądu ostatecznego. To tylko "swarmageddon", jak złośliwi nazywają cykliczne pojawianie się północnoamerykańskich siedemnastoletnich cykad. Te roślinożerne owady rezygnują z życia na zewnątrz na całe 16 lat. Pozostają ukryte w ciemnych zaułkach ziemi, gdzie w ciszy czekają. Czasami łykną koktajlu z korzeni przez swoje ssawki (stanowiące ich aparat gębowy). A potem, w 17. roku życia zwierają szyki i ruszają na naprawdę ostrą imprezę.W ogromnych ilościach wychodzą na powierzchnię - jasnobrązowe, ciche i bezskrzydłe. Milcząca gromada wspina się na drzewa i dokonuje ostatniej zmiany skóry; po niej cykady stają się dorosłymi i zdolnymi do rozrodu osobnikami.

Voilá - ze starej powłoki wychodzi skrzydlata istota, elegancko ubrana i gotowa na zabawę. W powietrzu czuć zapach miłości, trwa podryw, a cisza się kończy. Kiedy siedziało się w ziemi przez 17 lat, ma się sporo do powiedzenia. 

Dla nas, ludzi, pieśń tych owadów jest odbierana jako silny, wysoki i przenikliwy dźwięk. Kiedy pomnoży się go przez miliony śpiewających samców, łatwo zrozumieć, że przebywając zbyt długo w towarzystwie siedemnastoletnich cykad, można się nabawić wady słuchu. Siła dźwięku może osiągać 100 decybeli. Chociaż owady te nie żądlą i nie gryzą, Amerykanie muszą odwoływać ogrodowe przyjęcia i śluby na wolnym powietrzu, ponieważ pieśni cykad po prostu uniemożliwiają rozmowę. Na szczęście impreza trwa krótko. Po przesiedzeniu 17 lat i 99 procent czasu pod ziemią dorosłe życie kończy się po trzech- czterech tygodniach. Pieśń prowadzi do parzenia, a parzenie do złożenia nowych cykadzich jaj. Wykluwają się one w ciągu kilku tygodni, a drobne nimfy pełzają po gałęzi, na której się urodziły, aż ta się skończy... Bach! I świeżo wyklute, bezskrzydłe stworzenia spadają na ziemię, a tam zakopują się, by spędzić kolejne 17 lat w ciemności. 

Na długo przed wykluciem się nimf mama i tata już nie żyją - odegrali swoją rolę. Teraz Amerykanie muszą wyciągnąć swoje łopaty do odśnieżania, by usunąć kilogramy martwych owadzich ciał z podjazdu i werandy, a potem z radością lub obrzydzeniem czekają na kolejne pojawienie się owadów za 17 lat. Cykada siedemnastoletnia to najdłużej żyjący owad, jakiego znamy, a po piętach depczą mu kuzyni i siostrzeńcy z rodziny cykad trzynastoletnich. W sumie istnieje kilka gatunków cykad, a każdy może mieć wiele miotów w różnym czasie w różnych częściach USA. Nic dziwnego, że te niezwykłe owady otrzymały łacińską nazwę Magicicada.

Piękna, zielonooka osa Dinocampus coccinellae nie ma odpowiednika nazwy w języku norweskim, ale należy do pszczół pasożytniczych. Samica wbija pokładełko w ciało biedronki i składa tam jedno jajo.

Larwa wykluwa się i przez następne 20 dni pochłania wiele z organów wewnętrznych gospodyni. Następnie przeciska się bezceremonialnie na zewnątrz odwłoka biedronki - podczas gdy ta wciąż żyje - i wije sobie niewielkie gniazdko między nogami owada, by tam się przepoczwarzyć.

Teraz zaczyna dziać się coś niezwykłego: biedronka gwałtownie zmienia swoje zachowanie. Przestaje się ruszać i taka pozostaje, jak żywa tarcza.

Gdy jednak zbliża się mający chrapkę na osę wróg, biedronka rusza do ataku. W ten sposób odstrasza wszystko, co chciałoby się pożywić bezradnym potworem, który właśnie zjadł ją samą. Trwa to tydzień, aż osa wykluje się i odleci w siną dal, pozostawiając biedronkę własnemu losowi.Pojawia się tu istotne pytanie: W jaki sposób osia mama potrafi tak sterować biedronką, by ta stała się zombie-opiekunką do dziecka? Od chwili, w której złożyła jajo i oddaliła się, minęło przecież kilka tygodni. Odpowiedź brzmi: osa wstrzykuje do wnętrza biedronki nie tylko jajo, lecz także wirusa. Gromadzi się on w mózgu i działa jak bomba z opóźnionym zapłonem, która powoduje usztywnienie chrząszcza dokładnie wtedy, gdy wykluwa się larwa. Dzięki działaniu wirusa osa potrafi więc przejąć funkcje mózgu biedronki i zmusić ją, by odegrała rolę nie tylko owsianki, ale też opiekunki. Jedyne, co można o tym powiedzieć pozytywnego, to to, że zdarza się, iż biedronka w niewiarygodny sposób daje radę przeżyć całą tę operację.

Nie ma tyle szczęścia karaluch, który stanie się ofiarą osy-dementora. Pamiętasz na pewno dementorów z książek o Harrym Potterze - latające, czarne monstra, które wysysają z ludzi duszę. Osa Ampulex dementor właśnie od nich wzięła swoje imię. Jest ona jednym z wielu gatunków rodziny karaczanowcowatych (Ampulicidae). Występują nawet w Polsce. Osy te spędzają dzieciństwo wewnątrz karaluchów. Również w tym przypadku cała sprawa zaczyna się od matki i jej pokładełka. Najpierw następuje użądlenie w pierś, aby na kilka minut sparaliżować odnóża karalucha. Następna faza to wysokiej klasy chirurgia mózgu, dlatego "pacjent" musi pozostawać w całkowitym bezruchu. Bo teraz osa żądli w głowę. Z nieprawdopodobną precyzją umieszcza dawkę neurotoksyny w dwóch konkretnych punktach mózgu karalucha. Powoduje to zablokowanie sygnałów sterujących inicjowaniem ruchu - karaluch wciąż może się poruszać, ale sam nie może podejmować w tej kwestii inicjatywy. Jest całkowicie poddany woli osy. A wolą jej jest zabrać karalucha w miejsce, w którym będzie mogła złożyć na nim jajo. Ofiara jest jednak zdecydowanie za duża, by osa mogła ją przenieść; i tu bardzo przydaje się to, że karaluch utracił całkowicie wolną wolę, ale wciąż może chodzić. Osie wystarczy więc wgryźć się w jeden z czułków karalucha i poprowadzić go tam, gdzie ona chce - jak psa na smyczy - prosto w objęcia śmierci.

Karaluch jest teraz uległą ofiarą i daje się zaciągnąć do jamki w ziemi, gdzie osa składa jajo, które przykleja do goleni nieszczęśnika. Następnie zasypuje wejście do jamki drobnymi kamykami i znika. Jej larwa przez następny miesiąc pasie się na karaluchu. Najpierw wysysa płyny ustrojowe z jego goleni, następnie przewierca się do środka zwierzęcia i pożera jego trzewia, by następnie przepoczwarzyć się wewnątrz karalucha, który ostatecznie ginie.

Może to i dobrze, że Darwin o tym nie wiedział. Niełatwo dostrzec dobro w tak bezwzględnym zachowaniu. Ewolucja nigdy jednak nie twierdziła, że napędza ją miłość bliźniego.

Oregano - lub lebiodka pospolita, jak w rzeczywistości nazywa się ta roślina - to kolejny przykład skomplikowanego współżycia roślin z owadami. Bo ta zielona przyprawa do pizzy, przy jaciółka kanapek z serem, uczestniczy w zawiłej intrydze. Takiej, w której wykorzystuje się potężne sojusze, przebieranki i oszustwa. Wyobraź sobie zalaną słońcem, suchą łąkę w północnej części Włoch, silnie pachnącą oregano, tymiankiem i majerankiem. Jedna z lebiodek czuje lekkie swędzenie w korzeniach. To banda mrówek z rodzaju Myrmica postanowiła zbudować sobie tutaj gniazdo. Czasami podczas pracy skubną drobny korzonek. Nie jest to dobre dla rośliny, która odpowiada na to skubanie zwiększeniem produkcji karwakrolu, substancji chroniącej przed owadami. Większość mrówek nie toleruje tej trucizny, ale akurat ten gatunek nauczył się sobie z nią radzić i utrzymuje pozycje wokół korzeni. My, ludzie, bardzo cenimy sobie chemiczną broń lebiodki - to właśnie karwakrol nadaje oregano ten ciężki, mocny, ziołowy aromat.Substancja ta ma jednak więcej funkcji. Na włoskiej łące działa też jak sygnał wzywania pomocy, swego rodzaju zapachowe wołanie do zupełnie innego gatunku. Adresatem jest piękny motyl o nazwie modraszek arion. Składa on na roślinie jajo, z którego po dwóch tygodniach wykluwa się larwa, wytwarzając jednocześnie przebranie, od którego zzieleniałby z zazdrości każdy tajny agent.

Nie mówimy tu o doklejanych wąsach i farbie do włosów, bo dla mrówek wygląd nie jest szczególnie istotny. Zapach natomiast owszem. Dlatego larwa motyla przebiera się w atrakcyjną szatę aromatów, idealnie dopasowanych do zapachu mrówek mieszkających pod kwiatem.

Nadchodzi teraz krytyczny moment: larwa zwalnia uchwyt i spada na ziemię. Tymczasem obok, wracając do domu z wiecznych pastwisk, przechodzi zaaferowana mrówka. Znajduje larwę, daje się zwieść zapachowi i uznaje, że jest to ich własna zguba. Gąsienica zostaje ostrożnie przeniesiona do mrocznego wnętrza gniazda, gdzie stado ją adoptuje. Mimo że odróżnia się od mrówczych dzieci zarówno wielkością, jak i kolorem, dorosłe robotnice chuchają na nią i dmuchają, karmiąc przeżutym jedzeniem - równie sumiennie jak własne potomstwo. Jednak larwie motyla, która musi przytyć o kilkaset procent, zanim podziękuje za gościnę, recyrkulowana woda z cukrem nie wystarczy. Gdy zastępcza matka odwróci się na chwilę, łakoma gąsienica zaczyna buszować w magazynie larw mrówek. Poza zapachowym przebraniem larwa motyla imituje również dźwięki wydawane przez samą królową - swego rodzaju dudniącą pieśń. Robotnice myślą wtedy, że gąsienica jest wysokiej rangi mieszkanką gniazda. Żadna z nich nie reaguje więc, gdy larwa plądruje dziecięce pokoje. Ostatecznie gąsienica pochłania niemal całą kolonię. Roślinka oregano ma wreszcie święty spokój między korzeniami, a motyl może się przepoczwarzyć. Bez mrówczej opieki w gnieździe konkretnego gatunku ten nie miałby innej możliwości wydania na świat kolejnych pokoleń.

Kiedy owady są na ścieżce wojennej, współpraca między gatunkami może być bardzo zaawansowana. Tutaj rośliny otrzymują pomoc od całkiem innej grupy gatunków - grzybów.

Bo kurka, rydz czy gołąbek to nie tylko owocniki, które mrugają do ciebie podczas jesiennego grzybobrania. Duża część grzybów znajduje się na dole, w ściółce. Tam tworzą ukryty leśny system komunikacji - sieć strzępków grzybni, wiążącą ze sobą drzewa i inne rośliny w taki sposób, że mogą się ze sobą komunikować. Tak, komunikować. Coraz więcej dowiadujemy się o tej ścisłej współpracy między grzybami a korzeniami, nazywanej mikoryzą, którą obserwujemy u 90 procent wszystkich roślin na naszej planecie.Współżycie to pomaga roślinom się rozrastać, ponieważ grzyb przenosi wodę i substancje odżywcze z ziemi. Wiemy to od dawna. Jednak grzybowa sieć może również przenosić sygnały, na przykład informacje o atakach owadów. Tak jak szkoła wysyła do rodziców e-maile o tym, że w klasie 6b znaleziono wszy głowowe, albo jak służba zdrowia ostrzega przez Internet o corocznej epidemii grypy, tak i roślina zaatakowana przez insekty może wysyłać przez podziemny Internet chemiczne sygnały, mówiąc: "Uwaga! Znów nadchodzą mszyce!".W pewnym starannie zaplanowanym badaniu brytyjscy badacze zasiali fasolę i pozwolili, by niektóre rośliny rozwinęły mikoryzę; u innych nie dopuścili do tego. Do tego zablokowali możliwość przenoszenia sygnałów przez powietrze, opakowując rośliny w specjalne torebki, które nie przepuszczały cząsteczek sygnalizacyjnych. 

Następnym krokiem było wypuszczenie mszyc na niektóre z roślin. Okazało się, że rośliny, które nie były podgryzane, ale miały kontakt z zaatakowanym osobnikiem przez grzybowy Internet, zaczęły produkować substancje chroniące przed atakiem mszyc. Rośliny odizolowane tego nie zrobiły. W lesie ten podziemny Internet, który możemy nazwać Wood Wide Web, wykorzystywany jest też przez drzewa do przesyłania między sobą węgla. Niektórzy badacze uważają, że najstarsze i największe okazy, "drzewa-matki", pomagają młodym drzewkom w pierwszej, krytycznej fazie życia, przesyłając im przez tę sieć swego rodzaju paczki żywnościowe. Substancje odżywcze mogą w ten sposób przesyłać między sobą również drzewa, które należą do różnych gatunków.

Chyba powinniśmy zrewidować nasz sposób myślenia o lesie - może poszczególne drzewa są ze sobą powiązane ściślej, niż nam się wydawało.

Wiemy, że czeka nas przyszłość, w której klimat będzie inny. I że wpłynie on na owady - zarówno bezpośrednio, jak i pośrednio. Jednym z problemów jest to, że zmiana klimatu zakłóca subtelną synchronizację między różnymi gatunkami. Obserwujemy, że wiele procesów, takich jak powrót ptaków wędrownych, pojawianie się liści i wiosenne kwitnienie, przesuwa się w czasie. Kłopot w tym, że różne zjawiska nie zawsze zmieniają się tak samo. Jeśli pisklęta owadożernych ptaków wyklują się za późno lub zbyt wcześnie w stosunku do okresu, w którym owadów jest najwięcej, dla maluchów może zabraknąć jedzenia. Podobnie rośliny, które zapylić mogą tylko konkretne owady, wydadzą mało nasion, jeśli zakwitną wtedy, gdy te gatunki już się nie roją. Wiosna może być szczególnie trudną porą roku - zwłaszcza "fałszywa wiosna", która pojawia się zbyt wcześnie. Dorosłe, zimujące owady mogą wtedy zostać zwabione przez ciepło i ruszyć na poszukiwanie pożywienia. Gdy znowu przyciśnie mróz, będą musiały walczyć zarówno z zimnem, jak i głodem, bo wiosną brakuje im odporności na chłód oraz zapasów.

Zauważamy, że wiele owadów próbuje migrować, podążając za zmianami klimatu. Czasami przesuwa się cały obszar występowania, ale często też obserwujemy, że pozostaje on w tym samym miejscu, lecz się zmniejsza. W przypadku ważek i motyli wykazano, że wiele gatunków jest mniej rozpowszechnionych i przemieszcza się na północ. Kolorowe mapy występowania różnych gatunków ważek pokazują, że szczególnie dużo ciemnych motyli i ważek zniknęło z południowej Europy, szukając schronienia na północnym wschodzie, gdzie klimat jest chłodniejszy. Dla trzmieli opracowano scenariusze wskazujące na to, że z powodu zmian klimatycznych do 2100 roku ryzykujemy utratę od dziesiątej części do - w najgorszym wypadku - połowy naszych 69 europejskich gatunków.

W Skandynawii zmieniony klimat powoduje, że żywiące się liśćmi gąsienice motyli zaczęły występować na większym niż dotąd obszarze. W ten sposób zwiększa się też ich wpływ na lasy brzozowe, które są przez nie pożerane. Ogromne wysypy paśników jesieniaków i ich krewniaków w ciągu ostatniej dekady spowodowały poważne szkody w brzezinach w okręgu Finnmark. Skutki takich plag oddziałują na cały system - zmieniają się dostęp do żywności, roślinność i fauna. Wraz z badaczami z Tromsø i NMBU przyglądałam się temu, jak zniszczenia spowodowane przez larwy paśników wpływają na inną grupę owadów, a mianowicie chrząszcze, które spędzają życie, rozkładając martwe brzozy, dzięki czemu następuje recykling substancji odżywczych. Nasze wyniki wskazują, że atak larw powoduje pojawianie się w krótkim czasie tak wielu martwych brzozowych pni, że chrząszcze po prostu nie są w stanie nadążyć. Nie dają rady zareagować na dodatkowe posiłki mimo zwiększenia liczby osobników. Jakie długookresowe skutki może to przynieść, tego nie wiemy, ale ilustruje ogólną tezę: nie mamy pojęcia, jakie konsekwencje spowoduje wzrost temperatury dla skandynawskiego ekosystemu, ale oczywiste jest, że nastąpią dramatyczne zmiany.Jako że interesuję się owadami żyjącymi w dużych, starych i spróchniałych dębach, zastanawiałam się, jak zmieniony klimat wpłynie na mieszkające w nich chrząszcze. Kilka lat temu moja grupa badawcza wraz ze szwedzkimi naukowcami zebrała spory zbiór danych o społecznościach chrząszczy związanych z dębami w południowej Szwecji i południowej Norwegii. Drzewa rosły w miejscach o różnym klimacie, więc zakres temperatury i opadów odpowiadał zmianom przewidywanym w scenariuszach klimatycznych. 

Wykorzystaliśmy te dane, by przyjrzeć się różnicom w społecznościach chrząszczy i dowiedzieć się, jak cieplejszy, wilgotniejszy klimat z częstszymi gwałtownymi zjawiskami atmosferycznymi może w przyszłości wpłynąć na te wyjątkowe grupy. W naszych badaniach stwierdziliśmy, że cieplejszy klimat sprzyja najbardziej wyspecjalizowanym i wrażliwym gatunkom. Niestety, te szczególne gatunki jednocześnie negatywnie reagowały na wzrost opadów. Oznacza to, że zmiana klimatu raczej nie będzie dla nich sprzyjająca. Gatunki występujące powszechniej wykazywały natomiast niewielką reakcję na klimat.

Potwierdza to schemat, który w naszych czasach obserwujemy wszędzie, nie tylko w zmianach klimatu, ale ogólnie: cierpią nietypowe, specjalnie przystosowane gatunki, a bardziej zwyczajne radzą sobie całkiem dobrze. W ten sposób wiele rzadkich i wyjątkowych gatunków wycofuje się, podczas gdy stosunkowo niewielka liczba bardziej pospolitych staje się jeszcze bardziej pospolita. Nazywa się to ekologiczną homogenizacją: wszędzie występują te same gatunki, a natura staje się coraz mniej różnorodna.

***Zobacz materiały o podobnej tematyce***