Grzebałem pewnego dnia w liściach w poszyciu lasu w północnej Kambodży w poszukiwaniu owadów, kiedy mała, doskonale okrągła kulka stoczyła się z liścia nade mną, odbiła od mojej głowy i wylądowała na ziemi. Podniosłem ją, żeby się bliżej przyjrzeć, jeszcze niepewny czy to zwierzę, czy roślina.

Było to coś wielkości grochu, ale czarne i bardzo twarde. Było zwierzęciem, co zdradziła wyraźnie widoczna segmentacja ciała, ale wiele grup (skorupiaki, krocionogi i pancerniki , żeby wymienić tylko kilka) używa bardzo podobnej taktyki i nie byłem pewien, które z nich mam w ręku (szybko wykluczyłem pancerniki). Po kilku sekundach para dużych oczu z dwoma krótkimi czułkami między nimi wyjrzała ostrożnie ze szpary, która otworzyła się w tej tajemniczej kulce. Był to karaczan, ale taki, jakiego nigdy przedtem nie widziałem. Później zidentyfikowałem go jako karaczana kulistego (Perisphaerus), interesujące zwierzę, które dzięki swojej ciasnej zbroi jest praktycznie niedostępne dla mrówek i innych małych drapieżników. Istotnie, połączenie twardego oskórka, który tworzy szkielet zewnętrzny, z potężnymi mięśniami uniemożliwia otworzenie zwierzęcia bez uszkodzenia go.

Karaczan kulisty rodzaju Perisphaerus i kilka innych, spokrewnionych rodzajów to prawdopodobnie jedyne organizmy poza ssakami, które wykazują zachowanie ssące. Młode nimfy tych owadów mają długie, niemal podobne do trąbek części gębowe, które pozwalają im na dostęp do serii specjalnych „sutków” na brzusznej stronie matki i ssanie pożywnych płynów.

Zwinięcie ciała w ciasną, twardą kulkę jest chytrą sztuczką, udoskonaloną tylko przez nieliczne owady, ale u Perisphaerus jest coś jeszcze, co czyni je wyjątkiem nie tylko wśród owadów, ale wśród niemal wszystkich innych zwierząt. Karaczany, duża prastara linia rodowa, reprezentowana przez niemal 5 tysięcy gatunków, jest naprawdę fascynującym przykładem ewolucji opieki rodzicielskiej i zachowań społecznych. Wśród owadów, gdzie dobre rodzicielstwo zazwyczaj równa się nie zjedzeniu swoich młodych, karaczany okazują poziom oddania i wyrobienia rodzicielskiego znajdowany tylko u ptaków i ssaków.

Nieżyjący już dr Louis M. Roth, entomolog z Harvardu, który podczas swojego długiego i produktywnego życia odkrył wiele tajemnic biologii karaczanów, pierwszy zdał sobie sprawę z niezwykłej natury Perisphaerus. Badając te owady zauważył, że samicom często towarzyszyły nimfy, czepiając się ich nóg, a niektóre z nich miały głowy wepchnięte pod brzuszną stronę matki. Staranne oględziny ujawniły coś dziwnego – części gębowe nimf były bardzo długie, niemal jak trąbki, co jest cechą nieznaną u karaczanów, których otwory gębowe są prostego, gryzącego typu. Roth odkrył także, że między podstawami nóg samicy były małe, gruczołowe otwory i tam właśnie młode wciskały głowy. Czy było możliwe, że matka istotnie „karmiła piersią” swoje małe?

Do tego momentu wiadomo było, że tylko ssaki wykazują tego rodzaju zachowanie, ale nagle okazało się, że podobne zachowanie mogło wyewoluować przynajmniej jeszcze jeden raz w historii królestwa zwierzęcego. Dowody na to są nadal w dużej mierze poszlakowe, ale to, co wiemy o karaczanach, z pewnością popiera taką możliwość. Wiele gatunków tych owadów rodzi żywe młode, a w kilku wypadkach samica karmi je, dopóki nie są zdolne do samodzielnego żerowania. W wypadku karaczana pacyficznego (Diploptera punctata) samica rozwija odpowiednik łożyska u ssaków i karmi embriony rosnące w jej odwłoku bogatą mieszanką białek, lipidów i węglowodanów. Ale samica z „sutkami” i nimfy z ssącymi partiami gębowymi przenoszą opiekę macierzyńską wśród karaczanów na zupełnie nowy poziom.

Karaczan leśny z Ameryki Północnej (Parcoblatta penssylvanica) niosący ootekę – twardy, niemal niezniszczalny kokon, który chroni jaja przed drapieżnikami, parazytoidami i wyschnięciem.

Parę lat po moim pierwszym zetknięciu z Perisphaerus znalazłem się w środku nocy w gęstwinie bambusowej razem grupą fanatycznych herpetologów, którzy byli zdecydowani złapać szczególnie nieuchwytną i przypuszczalnie nową dla nauki żabę. Byliśmy na New Britain, dużej wyspie, która jest częścią Papui Nowej Gwinei, i wiedziałem, że mam dużą szansę znowu natknąć się na Perisphaerus. I rzeczywiście, w momencie, w którym usłyszałem triumfalny krzyk, który informował o złapaniu nieszczęsnego płaza, zobaczyłem tajemniczego karaczana czmychającego spod moich stóp. I była to ciężarna samica. Kilka dni później urodziła 10 młodych i przez dwa tygodnie, kiedy trzymałem ją w małym pojemniku, nimfy zawsze były przy niej, schowane pod jej ciałem, z otworami gębowymi mocno wpartymi między jej nogi. Od czasu do czasu zjadała kawałek owocu, ale młode nigdy nie puszczały jej ani nie żywiły się niezależnie. Niemniej rosły. Zabrałem parę nimf od ich matki i dałem im te same warunki i żywność, jakiej dostarczałem jej – w ciągu trzech dni były martwe, podczas gdy ich rodzeństwo nadal czuło się wyśmienicie. Ta krótka obserwacja przekonała mnie, że samica karmi młode czymś wydzielanym z jej organizmu i że całkowicie od tego zależą, tak samo jak potomstwo ssaków. Mój podziw dla owadów podniósł się jeszcze bardziej.

Karaczan Aptera fusca z Afryki Południowej jest gatunkiem, który okazuje przedłużoną opiekę macierzyńską.

Oczywiście nie wszystkie karaczany okazują ten sam stopień pielęgnacji i poświęceń macierzyńskich, ale w tej grupie nie ma ani jednego gatunku, który przynajmniej nie próbowałby dać swoim dzieciom bezpiecznego startu w życiu. Najmniejsze, co może zrobić samica karaczana, a większość robi to dla swoich jajeczek, to zamknąć je w twardym kokonie chitynowym, który chroni jaja nie tylko przed fizycznym uszkodzeniem i wyschnięciem, ale także tworzy bardzo skuteczną barierę dla drapieżników i parazytoidów. Samica zazwyczaj nosi taki pojemnik, znany jako ooteka, aż jajeczka są niemal gotowe do wyklucia. Wtedy zagrzebuje go lub przykleja blisko źródła pokarmu, zazwyczaj owocu lub jakiegoś wyjątkowo smacznego liścia i młode wykluwają się kilka dni lub tygodni później, gotowe do rozpoczęcia niezależnego życia. W bardziej rozwiniętych gatunkach samica nigdy nie opuszcza jajeczek i choć nadal chroni je w ootece, nosi ją aż do dnia, w którym młode wykluwają się. Inne stawiają kolejny krok i po stworzeniu ooteki i napełnieniu jej jajami, wciągają ją z powrotem do odwłoku. Tam, chronione zarówno przez ootekę, jak brzuch matki, młode dopełniają swojego rozwoju. Młode wykluwają się w odwłoku matki, co daje wrażenie żywego porodu (taki fałszywy poród żywy znany jest jako jajożyworodność). I wreszcie są gatunki, takie jak Diploptera punctata, które naprawdę są żyworodne.

Duże, podobne do tarczy przedplecze (pronotum) chroni głowę i tylne nogi karaczana brazylijskiego (Blaberus giganteus) z Gujany. Ten gatunek jest jajożyworodny, co znaczy, że matka nosi jaja aż są gotowe do wyklucia się i nimfy są gotowe do rozpoczęcia niezależnego życia.

Zawsze fascynowały mnie te zwierzęta: prosta elegancja ich ciał, ich oddanie jako rodziców, ich dominacja w ekosystemie tropikalnym, ich prastare pochodzenie, wszystko to powodowało, że chciałem dowiedzieć się więcej. Ale jak na grupę tak bogatą w gatunki i tak licznie występującą w wielu ekosystemach lądowych, o karaczanach wiemy szokująco niewiele. Prawdopodobnie na całym świecie jest nie więcej jak 20-30 naukowców, którzy badają około 5 tysięcy gatunków, o których już wiemy (równa liczba nowych gatunków karaczanów prawdopodobnie nadal czeka na odkrycie). Równocześnie tysiące studentów i badaczy na całym świecie pracuje z ssakami, grupą o porównywalnej liczbie gatunków. Jak się okazuje, te dwie grupy mają wiele zdumiewających podobieństw w swoim zachowaniu reprodukcyjnym. Być może dałoby skusić się jakichś specjalistów od ssaków, by poszerzyli swoje horyzonty taksonomiczne i pomogli nam dowiedzieć się więcej o jednej z najbardziej intrygujących grup zwierząt, jakie kiedykolwiek chodziły po Ziemi? Entomologom naprawdę przydałoby się trochę pomocy.

Karaczany drzewne (Cryptocercus) przeniosły swoje życie rodzinne na kolejny poziom i te owady żyją w małych, wielopokoleniowych społeczeństwach. Samice karmią potomstwo symbiotycznymi pierwotniakami, które są potrzebne owadom, by były w stanie trawić celulozę, ich główne źródło pożywienia. Od tego jest tylko mały krok ewolucyjny ku eusocjalności, jaką widzimy w linii karaczanów znanych jako termity.

Almost mammals

12 maja 2014

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska

Piotr (Peter) Naskręcki

Entomolog, fotograf, popularyzator nauki. Ukończył studia na Uniwersytecie im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, doktorat na University of Connecticut, pracuje w Museum of Comparative Zoology, Harvard University.

Piotr Naskręcki prowadzi znakomity blog naukowy The Smaller Majority. Jego zdjęcia owadów (i nie tylko owadów) fascynują i kuszą, żeby je sobie natychmiast ściągnąć. Nie należy tego jednak robić bez pozwolenia, gdyż zarówno zdjęcia, jak i teksty zastrzeżone są prawami autorskimi.

Skomentuj Tipsa en vn Wydrukuj

Nauka

Znalezionych 1475 artykuły.

Tytuł	Autor	Opublikowany

Południowa Afryka powinna przemyśleć regulacje dotyczące genetycznie modyfikowanych roślin	i Priyen Pillay	2022-03-01
Dlaczego środowiskowcy stanowią większą przeszkodę dla skutecznej polityki klimatycznej niż negacjoniści?	Boudry	2022-02-21
O figach i osach	Júnior	2022-02-18
Pień liczący 40 tysięcy lat przekazany Maorysom zamiast nauce	Coyne	2022-02-14
Propaganda anty-GMO obraża drobnych farmerów w Afryce i w Azji	Gakpo	2022-02-08
Jak “tubylcza medycyna” różni się od medycyny	Coyne	2022-02-07
Biotechnologia podnosi plony wysokobiałkowego afrykańskiego pochrzynu	Wetaya	2022-02-04
Spadanie w przepaść	Turski	2022-01-27
Czy koniki morskie coś nam mówią o LGBT? Błąd naturalistyczny popełniony przez Sussex Wildlife Trust	Coyne	2022-01-25
Ojczyznę wolną (od GMO) zachowują pany	Koraszewski	2022-01-22
Namawianie roślin, żeby podjęły ryzyko	Karavolias	2022-01-20
Czy uczenie się metodą prób i błędów jest „nauką”?	Coyne	2022-01-14
Czy gaz i energia jądrowa są “zielone”	Novella	2022-01-12
Ptasia grypa w czasach ludzkiej zarazy	Collins	2022-01-11
Rasa jest kontinuum. Płeć jest cholernie binarna	Dawkins	2022-01-10
Komiczne krzyki o klimatycznej Apokalipsie –— 50 lat nieuzasadnionego siania paniki	Lomborg	2022-01-06
Gnidy, o których PIS ci nie powie	Koraszewski	2022-01-05
Niebezpieczeństwo upolitycznienia nauki	Krylov	2022-01-01
Specjalne przesłanie do muzułmanów na całym świecie	Pandavar	2021-12-28
Nowe badania pokazują, że kraje rozwijające się płacą wysoką cenę za ograniczanie upraw roślin GMO	Maina	2021-12-25
Jajo, które wywołało sensację	Koraszewski	2021-12-24
Pięć powodów zakończenia debaty o GMO	Evanea	2021-12-16
Richard Dawkins pisze do “przyjaciół nauki i rozumu” w Nowej Zelandii	Coyne	2021-12-14
Syntetyczna biologia oferuje obietnicę rozwiązania globalnego problemu z plastikiem	Agaba	2021-12-13
Nigeria wzywa Afrykę, by szła w jej ślady w sprawie GM wspięgi wężowatej	Opoku Gakpo	2021-12-09
Małe nietoperze idą do przedszkola	Koraszewski	2021-12-06
Afrykańscy naukowcy wzywają do polityki poparcia biologii syntetycznej i innych innowacji	Agaba	2021-12-02
Uprawy GMO zredukowały zatrucia farmerów pestycydami	Maina	2021-11-27
Czy genetyka może pomóc wyeliminować nierówność?	Coyne	2021-11-26
Matematyka i prawdziwa historia katastrofy klimatycznej	Lomborg	2021-11-24
Nigeria daje zielone światło kukurydzy GMO	Conrow	2021-11-22
Ugandyjscy studenci nalegają na powszechne stosowanie biotechnologii i uchwalenie prawa o biobezpieczeństwie	Agaba	2021-11-17
Organiczny eksperyment Sri Lanki	Novella	2021-11-16
Ruanda skwapliwie przyjmuje biotechnologię poprzez ekspansję OFAB	Meeme	2021-11-12
Sprzeciw wobec anulowania Huxleya	Coyne	2021-11-05
Farmerka z Kenii zbiera obfity plon z bawełny GM	Meeme	2021-11-04
Czarni uczeni i nauka o rasizmie	Koraszewski	2021-11-03
Kłusownictwo narzuca na słonie dobór w kierunku ewolucji słoni bez ciosów	Coyne	2021-11-01
Marnujemy naszą wielką szansę na edytowanie genów	Ridely	2021-10-29
“Czarne tygrysy” w małym indyjskim rezerwacie sugerują losowy dryf genetyczny	Coyne	2021-10-26
Wytwarzanie białek w roślinach przez rolnictwo molekularne	Novella	2021-10-20
Strzelby, zarazki, maszyny to zdecydowanie antyrasistowska książka. Dlaczego lewica jej nie kocha?	Barnett	2021-10-13
Nigeryjscy farmerzy nie mogą się doczekać wystarczających ilości GM nasion wspięgi wężowatej	Gakpo	2021-10-12
Dobór płciowy versus dobór naturalny: na przykładzie chrząszczy	Coyne	2021-10-08
Edytowanie genów kluczem do ulepszenia podstawowych upraw w Afryce	Abugu	2021-10-01
Bakłażan GMO jest udokumentowaną wygraną ubogich farmerów	Conrow	2021-09-23
O Jezu, wskrzeszają mamuta!	Koraszewski	2021-09-17
Wszystkie antyizraelskie wiadomości zasługują na publikację	Bard	2021-09-04
Tożsamość etniczna i rasa	Coyne	2021-08-30
Środowiskowcy mylili się – nie stoimy przed apokalipsą owadów	Ridley	2021-08-13
Czy znaleziono najstarszy dowód na istnienie zwierzęcia? Nowa gąbko-podobna skamieniałość liczy 890 milionów lat	Coyne	2021-08-11
Psy rozumieją ludzi	Novella	2021-08-06
Nowy start nauki o życiu w epoce genu	Ridley	2021-08-05
Użycie ognia przez homininy: przykład szybkiej ewolucji kulturowej?	Coyne	2021-08-04
Historia pandemii jest historią zaprzeczania	Jackoby	2021-07-27
Nieuchwytny neuron babci	Novella	2021-07-22
Cierpienie i pytanie, czy przestaniemy jeść mięso	Koraszewski	2021-07-14
Czy nadchodzi hydroponika?	Novella	2021-07-13
Raport Unii Europejskiej o glifosacie	Novella	2021-07-10
Dlaczego ideologii nie należy mieszać z nauką	Coyne	2021-06-30
Nagonka na Izrael grasuje w stowarzyszeniach nauk ścisłych, medycyny i edukacji	Chesler	2021-06-24
Szczęśliwi pracoholicy	Witkowski	2021-06-03
Propaganda w wykonaniu nauczycieli akademickich	Chesler	2021-06-02
Ewolucja wielokomórkowości	Novella	2021-05-07
Polityczna polaryzacja jest przesadzona	Novella	2021-05-04
Wrotki były kiedyś sztandarową grupą istot bez seksu, a teraz sądzi się, że ukradkiem odstawiają szybkie numerki	Coyne	2021-04-22
Błędna historia antykolonializmu	Tupy	2021-04-21
Mayflower wyrusza w podróż raz jeszcze	Koraszewski	2021-04-19
Genetyczny przełącznik CRISPR	Novella	2021-04-16
Wielkie zdarzenie oksydacyjne	Novela	2021-04-09
Kiedy panika klimatyczna zlewa się z kulturą anulowania	Lomborg	2021-04-06
Czy wykształceni ludzie są bardziej antysemiccy?	Albert Cheng i Ian Kingsbury	2021-04-05
Nieoczekiwana historia i cudowny sukces szczepionek	Ridley	2021-03-31
Innowacja jest geograficznie zlokalizowanym i chwilowym zjawiskiem	Ridley	2021-03-29
Czy gąbki są najbliższymi krewnymi pozostałych zwierząt?	Coyne	2021-03-26
Kilka lekcji z rosyjskiej rewolucji. Jak kuszący radykalny nihilizm prowadzi do ekstremizmu	Geifman	2021-03-22
Wracamy do raju?	Łukaszewski	2021-03-18
Ślimakowi morskiemu odrasta tułów z odciętej głowy, czyli “autotomia z kleptoplastią”	Coyne	2021-03-15
Ewolucyjne korzyści udawania ofiary	Clark	2021-03-11
Ludzie i wymieranie megafauny	Novella	2021-03-10
Banany edytowane przez CRISPR	Novella	2021-03-02
Nikczemne grzyby naśladują kwiaty trawy, by ułatwić własne rozmnażanie się	Coyne	2021-02-26
Co zabiło megafaunę Ameryki Północnej?	Novella	2021-02-25
Stresy i nowe szczepy wirusa	Ridley	2021-02-12
EWOLUCJA wirusa Covid-19	Coyne	2021-02-10
Czy „toksyczna kobiecość” jest główną przyczyną bojów o społeczną sprawiedliwość?	Coyne	2021-02-08
Najmniejszy gad (i owodniowiec) świata: BARDZO mały kameleon	Coyne	2021-02-05
Dlaczego kocimiętka i matatabi doprowadzają koty do szaleństwa? Grupa badaczy mówi, że te rośliny mogą chronić je przed komarami	Coyne	2021-02-02
Bądźcie sceptyczni wobec wideo pokazujących “skutki uboczne” szczepionki	Novella	2021-01-28
Szaleństwo odnawialnej energii	Ridley	2021-01-23
Głębia ludzkiej historii	Novella	2021-01-19
Dlaczego szczepionki mRNA mogą zrewolucjonizować medycynę?	Ridley	2021-01-02
Szczepionka mRNA na koronawirusa: świadectwo ludzkiej pomysłowości i mocy nauki	Coyne	2021-01-01
Dziwaczny rodzaj rasistowskiego patriarchatu	Arora	2020-12-31
Centrala muszek owocowych: Bloomington Drosophila Stock Center	Coyne	2020-12-29
Pierwszy raport o używaniu narzędzi przez pszczoły: rodzimy gatunek używa grudek łajna, by odeprzeć drapieżne szerszenie	Coyne	2020-12-23
Nie – żadne chi nie istnieje	Novella	2020-12-21
Moc nauki dostarczyła najlepszej możliwej wiadomości w tym koszmarnym roku	Ridley	2020-12-18
Szczątkowa cecha ptaków, która mogła być funkcjonalna u przodków: zdalne wyczuwanie drgań dziobem (nadal czynne u kiwi)	Coyne	2020-12-16
Paradoks wielce niedoskonałego dobra	Koraszewski	2020-12-11

« Poprzednia strona Następna strona »