Na Zemi existují živé organismy, jejichž život je mnohem neobvyklejší a úžasnější než cokoli, co kdy napadlo spisovatele sci-fi.
16.06.2013, ne, 14:54, moskevského času
Ve Vesmíru je mnoho podivných věcí, ale možná nejúžasnější a nejpodivnější věc je život, který se zrodil a rozvinul na naší planetě. Tento život mění tvar, pohlaví, stanoviště, transformuje se, cestuje časem a dělá stovky dalších „bláznivých“ věcí.
Cikáda – skok z minulosti do budoucnosti
Malý hmyz, cikáda, se vyskytuje na východě Severní Ameriky. Někdy je jich tolik, že televizní pořady ukazují „hororové“ zprávy s tisíci cikád doprovázenými slovy „invaze hmyzu“. Ale důvod takových invazí je opravdu neobvyklý.
Cikády magicada se líhnou z vajíček a zavrtávají se do půdy, kde se líně pohybují, pijí mízu ze stromů a pomalu rostou. Po 13 nebo 17 letech vylézají dospělé cikády na povrch, kde žijí pouze měsíc, který stráví hledáním „lásky svého života“. Cyklus života se pak znovu opakuje s další generací.
Cikády čekají celý život, než budou žít.
Proč příroda vymyslela tak zvláštní životní cyklus, když se ukázalo, že cikáda protahuje bezmocné „dětství“ po zbytek svého života a ponechává jen okamžik pro dospělý život? Jde skutečně o bezprecedentní případ a vědci se domnívají, že jde o unikátní obranný mechanismus. Žádný predátor nemůže čekat 13–17 let do dalšího jídla, což znamená, že neexistují žádní predátoři, kteří by se specializovali na cikády. Proto, když se cikády dostanou na povrch, je jich tolik. Je to vskutku originální způsob, jak zachránit druh před vyhubením, ale nemilosrdný k „osobnímu životu“ a rozvoji cikád – obecně zde může najít téma k diskusi i filozof.
Mimozemšťan převezme kontrolu nad mozkem
Četné klišé filmy nám vyprávějí o fiktivních mimozemšťanech, kteří přebírají lidská těla a ovládají je jako figuríny. Pro takové příběhy ale nemusíte létat do jiných hvězdných systémů: podobní „únosci těl“ žijí i na Zemi.
Toxoplasma je jedním z nejznámějších parazitů, kteří mohou ovládat chování oběti.
Jedním z nejznámějších příkladů je toxoplazma. Je to prvokový parazit, který žije hlavně u koček, psů a dalších savců včetně lidí. Parazit má jednu vlastnost – mění chování hostitelské oběti. Například toxoplasma způsobuje, že se potkan nebojí, ale miluje kočičí pach – parazit tak doslova naláká potkana do kočičí tlamy a dostane příležitost přestěhovat se k novému majiteli. Jak se to stane, je stále neznámé, ale vědci se domnívají, že toxoplazma vyvolává produkci dopaminu „za odměnu“, takže pokud svého mazlíčka začnete příliš milovat, nebuďte líní nechat se vyšetřit na toxoplazmózu. Stojí za zmínku, že existují celé teorie, které spojují život společnosti s množstvím případů toxoplazmózy. Jinými slovy, někteří vědci tvrdí, že s nárůstem infekce populace parazitem se zvyšuje počet trestných činů, zhoršují se ekonomické ukazatele, zvyšuje se sociální napětí, zvyšuje se počet psychóz a sebevražd.
Přeměna v ženu na objednávku
Klaun jsou hermafroditi, ale s jedinečnou vlastností.
Mezi chapadly sasanky se schovala klaunská ryba
Obvykle samec klaunů a pouze jedna samice žijí v podvodním „domě“ uvnitř živé sasanky. Pokud se samici něco stane, pak jeden ze samců změní pohlaví a změní se v samici. S pomocí neobvyklého hormonálního mechanismu se tak spolehlivě udržuje úžasný matriarchát.
Úhoři jdou jinou cestou
Všechny migrující ryby se řídí stejným pravidlem: narodí se ve sladké vodě, plavou do moře, žijí tam a znovu se vracejí do sladké vody, aby se rozmnožily. Migrující úhoři však řád „zkazí“ a dělají opak. Rodí se v moři tisíce kilometrů od nejbližšího břehu a začínají dlouhou cestu k pobřeží. Kupodivu asexuální, malí, jen na prst dlouzí úhoři plavou ke vzdálenému cíli, doplouvají až k ústím řek a nakonec si „vyberou“ pohlaví a stávají se samicemi a samci. Úhoři se poté pohybují proti proudu a svůj dospělý život tráví v čerstvých řekách a potocích. O několik let později se stěhují zpět na moře a cestují tisíce kilometrů, aby pokračovali ve své linii.
Úhoři žijí zvláštní životy
Jak si úhoři nacházejí cestu na tak obrovské vzdálenosti? Jak tělo úhoře určuje jeho pohlaví? Proč tak složitý životní cyklus a cestování na tak obrovskou vzdálenost? Na tyto otázky stále neexistuje spolehlivá odpověď.
Symbióza a vnitřní krmná komora mloků
V přírodě existuje mnoho organismů žijících v symbióze, to znamená, že si navzájem pomáhají přežít a rozmnožovat se. I v našem těle každá z buněčných struktur pocházela z organismů, které před miliardami let navázaly vzájemně výhodnou spolupráci v rámci primitivních mnohobuněčných organismů. Také uvnitř nás je mnoho symbiontních bakterií, jen ve střevech jich je 1000 druhů, 10x více než naše vlastní buňky.
Neobvyklých příkladů symbiózy v přírodě je ale více. Například mlok skvrnitý žije z řas, které kvetou v jeho těle.
Řasy žijí uvnitř mloků a poskytují jim potravu a kyslík.
Mlok skvrnitý klade vajíčka, uvnitř kterých jsou kromě samotného embrya unášené řasy (zřejmě se tam dostávají z těla matky). Tyto řasy dosud neznámým způsobem pronikají do tkání embrya a vstupují s ním do symbiózy. Řasy žijí v tkáních mloka a živí se dusíkem a na oplátku poskytují zvířeti kyslík a živiny. Řasy se nacházejí v celém těle mloka, i když většina z nich je soustředěna v blízkosti gastrointestinálního traktu, kde je dusík nejhojnější.
Vědci tuto úžasnou symbiózu ještě plně neprostudovali. Je obtížné pochopit, jak řasy žijí uvnitř mloků a jak je udržována rovnováha nezbytná pro společné přežití těchto dvou druhů. Ukazuje se, že kromě úžasné regenerace mají mloci i další jedinečnou vlastnost: pomocí symbionta vlastně přeměňují odpadní látky těla na potravu a kyslík. Doufejme, že v budoucnu si lidé budou moci tyto nesmírně užitečné schopnosti „vypůjčit“ od mloků.
Motýl – pán civilizací
Životní cyklus motýla Phengaris alcon je tak složitý, že by mohl být námětem na strhující akční román. Motýl je schopen podrobit si jeden z nejorganizovanějších systémů v přírodě – kolonii mravenců.
Butterfly promění mravence v chůvy
Housenky motýlů vylučují mravenčí feromony, které napodobují chemikálie uvolňované larvami mravenců. Výsledkem je, že mravenci udělají chybu a začnou se starat o housenky a ignorují své vlastní potomky. Phengaris alcon tak poskytuje svým potomkům péči na úkor ostatních: jeho housenka žije v mraveništi řadu měsíců, dokud se nepromění v motýla. Tím ale příběh nekončí.
Vosy Ichneumon eumerus se naučily využívat jedinečnou schopnost housenek Phengaris alcon. Pokud vosa objeví uvnitř mravenčí kolonie housenku motýla, přispěchá dovnitř a rozpráší speciální látku, která mravence přivádí k šílenství, což způsobí, že se navzájem napadnou. Díky vzniklému rozruchu nakladou vosy vajíčka do housenky. Vosí larvy se živí housenkou a vosí matka se nemusí bát o bezpečnost potomků – v mraveništi jsou pod spolehlivou ochranou. Následně se z housenky nevylíhne motýl, ale vosa.
Není jasné, co je chytré
Slizák (Myxomycetes) patří k nejjednodušším druhům života, ale vědci se nerozhodli, jak ho zařadit, a zatím považují slizovku za organismus podobný houbě. Slizovka je slizká hmota, která se skládá z jedné velké mnohojaderné buňky nebo mnoha jednobuněčných organismů, které se mohou živit bakteriemi. Slizové plísně jsou vidět například na starých shnilých kmenech stromů.
Podivný sliz je příliš chytrý na tak primitivní formu života
Zdálo by se, co by mohlo být zajímavého na hlenu? Ale pokud se vyzbrojíte mikroskopem a trpělivostí, můžete vidět, že hlen žije velmi složitým a neobvyklým životem. Slizovci se kupodivu potulují po potravě, i když velmi, velmi pomalu. Když dojde potrava v jejich biotopu, slizni se „evakuují“ velmi originálním způsobem: jednobuněčné organismy se shromáždí a protáhnou se do dlouhého stonku, na jehož konci je vak pevně vycpaný jednobuněčnými prvoky- spory. Když pytel praskne, výtrusy se vysypou a jsou unášeny větrem. Výtrusy jsou velmi houževnaté a v suchém prostředí se dají skladovat desítky let. Slizovci jsou překvapivě schopni vykazovat složité chování, jako je výběr výživnějších potravin a dokonce nalezení nejkratší cesty z bludiště.
Vše výše popsané je jen nepatrná a možná ani ta nejúžasnější část rozmanitosti života. Naše planeta ukazuje, jaké neuvěřitelné nástroje a chování může evoluce vymyslet. Biologové zkoumají živý svět stovky let, ale dosud byla prozkoumána pouze malá část jeho tajemství.
Vladimír Nikitin
Cikády jsou nadčeleď okřídleného hmyzu, který žije primárně pod zemí a objevuje se v intervalech 13 nebo 17 let. Na světě existuje více než 3000 XNUMX druhů, ale nejlépe prozkoumané jsou ty, které patří do rodu Periodical Cicadas (Magicicada), který zahrnuje sedm druhů periodických cikád distribuovaných ve východní části Severní Ameriky.
Dlouhověcí členovci jsou velcí, zelení nebo hnědí, s červenýma očima a průhlednými křídly. Jsou známí svými ohlušujícími písněmi a zlatou kůží, kterou svlékají ze stromů. Skutečnost, že některým druhům hrozí v důsledku klimatických změn vyhynutí, zvyšuje důležitost znalostí o cikádách a ochraně tohoto druhu hmyzu.
Zde je 15 faktů o těchto sporadických anomáliích ve světě hmyzu.
1. Cikády žijí na všech kontinentech kromě Antarktidy
Nadrodina Cicadoidea rozdělena do dvou podrodin: Tettigarctidae (také známé jako chlupaté cikády), které jsou z velké části vyhynulé s výjimkou dvou existujících druhů, které se nacházejí v jižní Austrálii a Tasmánii, a Cicadidae, neboli cikády zpěvné, které najdeme na každém kontinentu kromě Antarktidy. Daří se jim v teplých prostředích, zejména v tropech, což z Latinské Ameriky, Austrálie, jihovýchodní Asie, západního Pacifiku a Jižní Afriky činí hotspoty.
Ve Spojených státech a Kanadě existuje více než 170 popsaných druhů a samotné Spojené státy jsou domovem 15 „odchovů“ (skupiny cikád s odlišnými životními cykly) (1).
2. Cikády nejsou sarančata
Bloomberg Creative/Getty Images
Je zavádějící, že cikádám se často říká saranče, protože pocházejí z taxonomického řádu Hemiptera (Hemiptera), a kobylky a kobylky patří do řádu Orthoptera. Za zneužití jména mohou být zodpovědné určité behaviorální a fyzické znaky. Za prvé, cikády sdílejí podřád s jiným „skákavým“ hmyzem, i když samy neskákají. Za druhé, jejich sklon k rojení je podobný jako u sarančat. Odborníci odhadují, že když se ve Spojených státech objeví 17letá mláďata, dosahují koncentrace 1,5 milionu cikád na akr (2).
Jeden rozdíl, který přesahuje jejich vědeckou klasifikaci, je ten, že cikády nepředstavují žádnou nebo jen malou hrozbu pro plodiny a vegetaci, zatímco hejno sarančat může sníst stejné množství potravy jako 35 000 lidí za jeden den (3).
3. Mají jednu z nejdelších životností ze všech druhů hmyzu.
Cikáda roční se může dožít dvou až pěti let, zatímco cikáda periodická se ve svém larválním stádiu může dožít až 17 let. Není to tak dlouho, jak dlouho žijí královny termitů (50 až 100 let), ale je to mnohem působivější než průměrná délka života mouchy domácí (15 až 30 dní) (4).
Cikády, stejně jako většina hmyzu, tráví většinu svého života v nezralých stádiích vývoje. Ačkoli někteří mohou zůstat pod zemí déle než deset let, obvykle zemřou během několika týdnů po dosažení dospělosti (5).
4. Periodické cikády mohou být důsledkem doby ledové
Hlavní hypotézou, která vysvětluje, proč existují roční i periodické cikády a proč je životnost periodických cikád odlišná, je to, že některá mláďata nacházející se východně od Velkých plání v samotných USA vyvinula extrémně dlouhá juvenilní stádia během pleistocénu ledové doby (6. ).
To, že severní mláďata mají tendenci zůstat pod zemí déle než jižní mláďata v USA, tuto teorii podporuje. Kritici však tvrdí, že nedává smysl, že zalednění ovlivnilo populace cikád pouze v určité oblasti, protože jiná stanoviště cikád byla podobně pokryta ledem.
Jejich tendence objevovat se pouze v primárních cyklech je považována za pokus zabránit predátorům, aby se jimi opakovaně živili (7).
5. Většinu svého života tráví pod zemí
Eriko Koga/Getty Images
Cikády se líhnou nad zemí asi 6 až 10 týdnů po nakladení vajíček do prasklin a děr ve stromech. Okamžitě spadnou a zavrtají se 30 centimetrů do země, kde zůstanou až 17 let. V podzemí se přes pět instarů (růstových cyklů) spíše línají než kuklí (8).
Největší úmrtnost nastává během raných fází života, kdy nymfy soutěží o krmení v podzemí (9).
6. Rojení je strategie přežití
Není jasné, kolik cikád tvoří jedno mládě, ale odborníci odhadují, že jsou jich miliardy. Jejich velká těla pokrývají kmeny stromů. Jejich kolektivní písně narušují komunikaci pod širým nebem. Cikády jsou známý rojící se hmyz, ale jejich synchronní výskyt je ve skutečnosti záměrná strategie přežití zvaná nasycení predátorů. Když predátor vstoupí do takto husté populace, rychle se nasytí, což zvyšuje šance na přežití pro velké procento mláďat (10, 11).
7. Objeví se, až když zem dosáhne 18°C
Přesný okamžik hromadného výskytu cikád je velmi vypočítavý. K tomu dochází pouze tehdy, když povrch Země v hloubce 20 cm dosáhne přibližně 18 °C – a ani o jeden stupeň výše nebo níže. Když této teploty konečně dosáhne, nymfy vědí, že je čas vydat se na cestu vzhůru bahnitým komínem. K tomu obvykle dochází krátce po západu slunce a jsou vysoko na stromech, než si většina lidí vůbec všimne jejich příchodu. Tento jev může trvat několik večerů (12).
8. Cikády získávají živiny ze stromů
Sebastian Nebel/EyeEm/Getty Images
Zatímco pod zemí, larvy cikád nepřezimují; spíše stráví až 17 let pouhým krmením na stromech. Mají speciální slámová ústa, kterými sají tekutinu z kořenů rostlin. To, co ve skutečnosti hledají, je xylém, vaskulární tkáň rostlin, která pomáhá odvádět vodu a rozpuštěné minerály pryč z kořenů. Vzhledem k tomu, že xylémová tkáň se skládá především z vody, má se za to, že cikády jsou podvyživené, což může být důvodem jejich pomalého dozrávání (13).
Línějící cikády, které žijí na malých větvičkách, dokážou zabít mladé stromky a keře, ale vzrostlé stromy jim vydrží. Když cikády umírají, slouží rozklad jejich těl také jako hnojivo (14).
9. Samice mohou naklást až 600 vajec
Během několika krátkých týdnů, které samice cikády stráví na povrchu země, naklade 400 až 600 vajíček. K vytváření řad kapes ve větvích používá svůj orgán pro snášení vajec, vejcovod. Do každé kapsy pak naklade asi 25 vajíček a jedna větvička pojme až 20 kapes, což někdy vytváří něco, co vypadá jako dlouhé paralelní štěrbiny. Oblíbené dřeviny pro kladení vajíček cikád zahrnují bílý ořech, dub a několik ovocných stromů (15).
10. Vědci ještě nevědí, jak říkají čas.
Ačkoli odborníci spekulují, že periodické cikády se objevují pouze každých 13 nebo 17 let, aby se vyhnuly predátorům, protože dospívají pomalu a kvůli historické potřebě dlouhých vývojových stádií mláďat nebyly metody pro sledování načasování hmyzu dlouho vyvinuty. . Jedna studie z roku 2002 zjistila, že by mohli používat více než jen své tělesné hodiny, aby tak přesně říkali čas – mohou používat stromy (16).
Ve studii vědci transplantovali 15leté až 17leté nymfy cikády pod strom, jehož cyklus květu byl změněn tak, aby se mohl vyskytovat dvakrát za sezónu. Když strom kvete, produkuje vysoké hladiny cukru a bílkovin, což je určeno cikádami, které se živí jeho kořeny. Nymfy se objevily o rok dříve, což naznačuje, že sledují čas počítáním sezónních cyklů svého hostitele.
11. Mohou dosáhnout délky 7,5 cm
Nejmenší cikáda v Severní Americe je suchá cikáda (Beameria venosa) 1,25 cm dlouhý, který byl nedávno objeven v Arkansasu. Největší známá cikáda je cikáda císařovna z jihovýchodní Asie (Megapomponia imperatoria), který může dosáhnout délky 7,5 cm a má rozpětí křídel až 20 cm Některé druhy cikád patří mezi největší polokřídlé hmyz na světě (17, 18).
Jejich dlouhá těla mají čtyři průhledná, žilnatá křídla (včetně páru, který je delší než břicho), dvě vypoulené oči na každé straně hlavy, tři další oči na temeni hlavy a štětinatá tykadla umístěná před očima. .
12. Svlékají kůži
Na konci léta cikády shazují miliardy průsvitných kůží zvaných exuviae a zanechávají v nich kmeny stromů i poté, co jejich hostitelé vymřou. Sundání těchto kůží je první věcí po opuštění země. Jakmile se osvobodí od poslední skořápky, musí počkat, až se jejich křídla naplní tekutinou a jejich nová kůže ztvrdne. Jen tak budou moci zpívat a pářit se v období bouřlivého růstu.
13. Jejich písně jsou hlasité jako motorové pily.
Ti, kteří žijí v oblastech náchylných k cikádám, vědí, že svatby a další venkovní párty by se měly plánovat během aktivní sezóny kvůli ohlušujícímu zpěvu hmyzu. Pouze samci vydávají ohlušující cvrlikání – dělají to třením křídel o sebe a pomocí speciálního orgánu na svém exoskeletu zvaném tymbální orgán, který vytváří sérii rychlých cvakání. Vydávají dva zvuky: jeden k přilákání kamarádů a druhý k zastrašení predátorů.
Jejich písně mohou dosáhnout 120 decibelů – hlasité jako motorová pila a dokonce hlasitější než živá rocková hudba – a jsou slyšet až na vzdálenost 1,6 míle. Skupina zpívajících cikád se přirozeně nazývá sbor (19, 20).
14. Požírá je mnoho predátorů – dokonce i lidé
Ken Griffiths/Getty Images
Stejně jako mnoho velkokřídlého hmyzu jsou cikády nemotornými letci, což z nich činí snadnou kořist pro ptáky a jednoho z jejich největších predátorů, Sphecius grandis – vosy lovec cikád. Vzhled cikád je svátkem pro ještěrky, hady, hlodavce, mývaly a dokonce i ryby, kočky a psy. Tito suchozemští predátoři jsou důvodem, proč mají cikády tendenci šplhat vysoko na stromy, když se vynoří (21, 22).
Ale lidé je také jedí. Cikády jsou známé svou sladkou chutí, téměř jako krevety, a běžně se smaží v kuchyni Shandong v Číně. Dokonce i lidé v USA je jedí syrové, vařené, smažené a plněné.
15. Některé druhy jsou ohroženy
Mezinárodní unie pro ochranu přírody (IUCN) označuje tři druhy cikád za ohrožené – Magicicada septendecim, Magicicada septendecula и Magicicada cassini. Tyto druhy pocházejí ze Spojených států a jsou uvedeny jako ohrožené. Odchovy XI a XXI jsou již vyhynulé; Plemeno VII ubývá (23, 24, 25).
Ačkoli IUCN neuvádí důvod tohoto poklesu počtu cikád, mnoho odborníků poukazuje na změnu klimatu. Periodické cikády jsou zvláště citlivé na klima, takže bylo pozorováno, že jak teploty rostou, objevují se tam, kde se neočekávají, nebo se objevují mimo cyklus. Kvůli jejich abnormálnímu chování se těmto cikádám přezdívá „opozdilci“ (26).
Pohled Magicicada neotredecim ze Středozápadu je jedním příkladem 17letých cikád, které neustále přecházejí na 13letý cyklus. V roce 2017 se také řada cikád z rozšířeného Brood X objevila o čtyři roky dříve, než se očekávalo (27, 28).
Vědecký spisovatel, profesionální zoolog a pedagog s více než 10 lety zkušeností s prací se studenty, vědci a vládními experty. Autor na volné noze stránky “Znalosti jsou světlo”.
