Komerční prezentace
Registrace uživatele

Přihlašte se k odběru informací, novinek, získejte přístup do diskuzního fóra.

Vesmír č. 10
Vesmír č. 10
Toto číslo vychází
2. 10. 2017
Novinky
Zdarma jedno celé číslo Vesmíru v pdf.
• Říjnové číslo Vesmíru
reklama

Motýli voní i zpívají

Publikováno: Vesmír 95, 506, 2016/9
Obor: Chemie

Motýli spolu komunikují pomocí chemických látek čili feromonů, které vypouštějí do okolí a lákají jimi sexuálního partnera. Někteří motýlí samečkové při námluvách samičkám i zpívají. Zpěv má zásadní vliv na to, jak ochotně je samičky přijmou a jak úspěšně se s nimi spáří. Pokud samec nezpívá, samičky ho přehlížejí. Čím hlasitější písnička, tím přitažlivější motýlí playboy. Podobnost s fanynkami na rockových koncertech čistě náhodná?

Feromony jsou chemické látky, které přenášejí informaci mezi jedinci téhož biologického druhu. Je-li touto informací vyjádření touhy po spáření, mluvíme o sexuálních feromonech. Jsou prostudovány u mnoha hmyzích skupin. Jejich struktura, velikost molekul i prostorové uspořádání vykazují neobyčejnou rozmanitost. Obvykle obsahují jednu hlavní a několik minoritních složek a směs je svým složením druhově specifická. Motýlí sexuální feromony jsou poměrně jednoduché chemické látky, alifatické alkoholy, aldehydy či estery kyselin. Mají často nevětvené uhlíkaté řetězce; nenasycené látky se liší počtem, polohou či konfigurací dvojných vazeb. Syntetizují se obvykle de novo ve feromonových žlázách, ale někteří motýli dokážou využít také látky přijaté z potravy.

Rituál namlouvání

Drtivá většina motýlích druhů používá stejnou namlouvací strategii. Samička, která je připravena k páření, začne „volat“ – vypouští feromon ze žlázy na zadečku. Těkavé molekuly vnímá sameček svým čichovým ústrojím na tykadlech. Příjem samičí feromonové zprávy spustí v mozku samečka sérii stereotypních reakcí, jež vedou k nalezení voňavého zdroje. Při setkání sameček často vyloučí afrodiziakální feromon. Podle něj samička pozná samcovu identitu a zhodnotí jeho kvality z hlediska založení potomstva.

Mezi motýly však nalezneme i druhy, jejichž námluvy a páření se od popsaného schématu liší. Takovou skupinou jsou i zavíječi podčeledi Galleriinae, mezi něž řadíme i známé škůdce našich důležitých opylovačů, včely medonosné a čmeláků – zavíječe voskového (Galleria mellonella), zavíječe malého (Achroia grisella) a zavíječe cizopasného (Aphomia sociella). Jejich oplozené samičky pronikají navzdory ostražitosti hlídkujících včelích či čmeláčích dělnic do hostitelských hnízd a kladou vajíčka do voskových buněk. Vylíhnuté larvičky zavíječů se živí voskem i zámotky hostitele a v krátké době dokážou čmeláčí hnízdo zcela zlikvidovat.

Námluvy zavíječů zahajuje sameček, který uvolňuje feromon z párové žlázy na hraně předního páru křídel. Říkáme, že volá (obr. 3). Volající jedinci se shlukují na specifických místech (tokaništích) a volají kolektivně. Přilákané samičky pak vybírají vhodného partnera například podle synchronizace mávání křídel, strategické polohy samečka na tokaništi a hlavně na základě ultrazvukové písničky, kterou samečci při volání a v blízkosti samičky vyluzují. Některé druhy se shromažďují a volají v blízkosti zdrojů potravy pro budoucí potomstvo, jiné poblíž místa líhnutí.

Souboje s netopýry

Za mistry ultrazvuku bývají považováni netopýři. Pomocí echolokace se orientují v prostoru a loví potravu, nejčastěji noční motýly (můry). Můra, která netopýra neslyší, je snadnou netopýří kořistí. Existují však druhy, které se naučily echolokační signál zachytit a některé vyvinuly i různé obranné strategie. Můří ucho naladěné na ultrazvuk prostě zvyšuje šance na přežití. Většina druhů můr poté, co zachytí netopýří echolokaci, začne za letu kličkovat. Jiné mají „rušičku“ a vysílají ultrazvukové signály, jimiž predátora matou. A ještě jiné volí „pštrosí taktiku“; na ultrazvuk reagují složením křídel a pádem k zemi, kde znehybní. Všechny obranné taktiky jsou podmíněny dobrým sluchem a schopností rychle reagovat na ultrazvuk.

Časem začali někteří samečkové zavíječů „inovativně“ využívat skutečnost, že ultrazvuk samičky znehybní. Vyvinuli vlastní struktury k produkci ultrazvuku, který se netopýří echolokaci velmi podobá. Zvuk vyluzuje malá chitinová destička v blízkosti ukotvení předních křídel – tegula (obr. 2). Může být hladká nebo zvrásněná. Při námluvách samci mávají křídly, a tím destičku opakovaně prolamují – vzniká ultrazvuk. Princip lze popsat jako „klikání“ víčka na chladnoucí sklenici se zavařeninou. Je-li tegula hladká, zvuk je podobný jednoduchému „kliknutí“, je-li zvrásněná, prolamují se jednotlivé hrboly postupně a vzniká složitější zvuková sekvence.

Samci mohou měnit rytmus mávání křídel, a tím vzniká přerušovaný sled ultrazvuků – písnička. Ta má druhově specifickou formu (podle toho, zda je tegula hladká, nebo zvrásněná), trvání, zvukovou frekvenci a intenzitu. Jednotlivé druhy se liší také tím, kdy a v jaké fázi námluv ultrazvukovou písničku vyluzují. Některé ji zpívají spolu s vypouštěním feromonu a stává se signálem, který usnadňuje navigaci a láká samičky z okolí. Jiné vyluzují ultrazvuk až v přítomnosti samičky čili slouží jako afrodiziakální signál – namlouvací písnička. Samečkové ale vyluzují ultrazvukový signál také v přítomnosti svých rivalů – písnička protivníků. Samičky ovšem oba typy písní vyhodnocují stejně, jako vzrušující signál a nevadí jim, že se budoucí nápadníci perou. Vyberou si toho, jehož písnička se jim víc zamlouvá. Rozhoduje především intenzita, frekvenční naladění a pulzní struktura písničky (obr. 1).

Druhové odlišnosti

Zavíječ cizopasný má mezi zmíněnými zavíječi specifické postavení. Sexuální feromon produkuje nejen sameček, ale i samička. Je to jeden z mála samičích afrodiziakálních feromonů, který vyvolává ultrazvukové projevy u samců, kdykoliv ho ucítí. Samička neprodukuje feromon ve žláze na konci zadečku jako jiní motýli, ale na místě, které se dosud nepodařilo objevit. Předkopulační chování zavíječe cizopasného je sledem stereotypních reakcí, z nichž mnohé jsou podmíněny specifickými smyslovými stimuly. Vše zahajuje samec vícesložkovým feromonem, kterým zdálky láká samičky. Ty o sobě dávají vědět vůní, jež u samce spouští produkci ultrazvuku. Ultrazvuk samičku vyladí a zvýší její ochotu k páření s daným samečkem. Němí samci (s odstraněnou tegulou) byli pro samičky nezajímaví. Jen malé procento z nich se s takovými samci pářilo, a patrně jen proto, že v laboratoři neměly možnost volby (obr. 4).

Kromě feromonů a ultrazvuku vnímají sexuální partneři i další signály. Obě pohlaví reagují na nízkofrekvenční zvuk a vzduchové turbulence spojené s máváním křídel. Přesvědčily nás o tom pokusy s umělým křidélkem, při nichž jsme samcům i samicím přehrávali různé zvuky. Vzduchové turbulence i zvuk mávajících křídel mohou být spouštěcím signálem pro příslušnou behaviorální reakci, ale chemické signály (feromony) jsou u zavíječe cizopasného nejdůležitější. Jiná je situace u zavíječe voskového. Samičky neprodukují sexuální feromon, a samečkové proto nejsou primárně závislí na čichových stimulech. Poznávají samičku spíš hmatem, vnímáním turbulencí a zvuku křídel, což jsou pro ně impulsy k ultrazvukovému namlouvání. Třetí z diskutovaných zavíječů, zavíječ malý, zpívá pro jistotu neustále, během volání i během námluv. Samička neprodukuje feromon, samci ji – podobně jako u zavíječe voskového – poznají podle mávání křídel a po hmatu. Rozmanité námluvy u blízce příbuzných druhů patrně souvisejí s rozdíly ve způsobu života a parazitace hostitele.

Ultrazvuk u jiných motýlů

Nedávné výzkumy ukázaly, že ultrazvuková komunikace během páření není výsadou zavíječů podčeledi Galleriinae. Používají ji velké skupiny motýlů napříč taxony; většinou druhy, které loví netopýři. Některé se dokonce naučily rozpoznávat netopýří echolokační signál od vlastní vnitrodruhové milostné písničky. Motýlí ucho je velmi jednoduchý orgán umístěný po stranách zadečku. Je velice malé a uzpůsobené výlučně k příjmu ultrazvukových vln určité frekvence. Skládá se z tenkého bubínku a dvou až čtyř k němu přilehlých, specifických mechanoreceptorů, které vysílají do mozku signály o vychýlení bubínku.

Zdá se, že netopýří a můří písničky se mírně liší ve struktuře ultrazvukového signálu a tyto rozdíly rozhodují o tom, zda můra zvolí únik, či se oddá námluvám. Jak je možné pomocí tak jednoduchého ucha rozlišit dva velmi podobné zvuky, zatím není známo. Mimochodem ucho zavíječe voskového je v přírodě rekordmanem ve vnímání výšky zvuku, neboť dokáže registrovat ultrazvuk o frekvenci až 300 kHz. Tak vysoký zvuk nejen mnohonásobně přesahuje citlivost ucha lidského (do 20 kHz), ale i rozsah ucha jiných živočichů, kteří se dorozumívají ultrazvukem, jako jsou např. delfíni (do 160 kHz).

Studium námluv motýlů se může jevit jako zajímavý, ale nepraktický koníček. Tím bezesporu je – člověk žasne nad krásou, složitostí a rozmanitostí chování různých druhů. Jejich poznání však může pomoci při hledání metod, jež ochrání opylovače před zavíječi a zároveň jsou šetrné k přírodě. Praktický dopad má i studium mechanismů, kterými motýli ultrazvuk vnímají a jimiž rozpoznávají jemné nuance mezi netopýří echolokací a motýlími námluvami – a to na úrovni ucha i mozku. Inspiraci zde mohou najít konstruktéři mikrofonů a milovníci různých dešifrovacích technik. Ne náhodou jsou uši motýlů ve středu zájmu zahraničních biologů, fyziologů i fyziků.

Výzkum multimodální komunikace zavíječů podporuje MŠMT ČR (projekt LD15102).

Soubory

článek ve formátu pdf: V201609_506-507.pdf (423 kB)

Diskuse

Žádné příspěvky