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 1476 artykuły.

Tytuł	Autor	Opublikowany

Dlaczego kod genetyczny nie jest uniwersalny	Cobb	2014-10-06
Zachwycający rabuś, który liczy sto milionów lat	Cobb	2014-04-28
Twoja wewnętrzna mucha	Cobb	2014-01-22
Ćma gynandromorf wychodzi na światło dzienne - opowiada historię o nauce	Cobb	2015-09-15
Seksizm w nauce: czy Watson i Crick naprawdę ukradli dane Rosalind Franklin?	Cobb	2015-07-07
Uroczy wykres, który opowiada naszą historię	Cobb	2017-10-17
12 podstawowych punktów biologii ewolucyjnej	Cobb	2016-03-02
Świat RNA	Cobb	2014-11-27
Jak karakara wygrywa z osami	Cobb	2013-12-29
Seymour Benzer: humor, historia i genetyka	Cobb	2014-03-21
Dlaczego powinny nas fascynować liczące 100 tysięcy lat ludzkie zęby z Chin?	Cobb	2015-10-30
DNA: zoptymalizowany kod źródłowy?	Cobb	2015-11-30
Urodziny Rosalind Franklin!	Cobb	2020-07-31
Wszystkiego najlepszego w dniu 60. urodzin, centralny dogmacie!	Cobb	2017-10-04
Dziwaczne, wysysające krew czerwie jurajskie	Cobb	2014-06-28
Geny neandertalskie są wszędzie	Cobb	2015-10-23
Technologia pomaga w kryzysach wodnych na całym globie	Cohen	2019-04-02
Ptasia grypa w czasach ludzkiej zarazy	Collins	2022-01-11
Oszaleć na punkcie nietoperzy w czasach korony i politykierstwa	Collins	2020-07-25
Oxitec rozszerza próby z komarami GMO, by zredukować szerzenie się malarii	Conrow	2022-04-28
Nigeria daje zielone światło kukurydzy GMO	Conrow	2021-11-22
Rośliny zmodyfikowane: odkłamać opinię o GMO	Conrow	2022-04-07
Bakłażan GMO jest udokumentowaną wygraną ubogich farmerów	Conrow	2021-09-23
Selektywnie stosowana koncepcja tabula rasa i ideologicznie motywowane nieporozumienia	Cory Clark	2019-05-09
Dlaczego zwierzęta są urocze?	Coyne	2014-12-30
Trzecia droga ewolucji? Nie sądzę	Coyne	2015-03-05
Lekcja ewolucji: specjacja w akcji!	Coyne	2015-01-12
Moda na kopanie nauki	Coyne	2014-02-03
Niezwykłe pasikoniki naśladujące liście, u których samce i samice są różnych kolorów	Coyne	2017-01-24
Francis Crick był niesamowitym geniuszem	Coyne	2015-04-02
Ogon ćmy i nietoperze	Coyne	2015-02-23
Skąd bóbr? To są szczuroskoczki, a nie wiewiórki!	Coyne	2017-04-11
Dan Brown - akomodacjonista	Coyne	2015-01-31
Ideologiczna opozycja wobec prawdy biologicznej	Coyne	2016-12-28
Nowe niezwykłe skamieniałości typu “Łupki z Burgess”	Coyne	2014-02-22
Kolejny gatunek wron używa narzędzi	Coyne	2016-10-06
Seks paproci i kreacjoniści	Coyne	2015-03-27
Mistyfikacja Sokala: dwadzieścia lat później	Coyne	2017-01-13
Dobór naturalny w naszym gatunku na przestrzeni ostatnich dwóch tysiącleci	Coyne	2016-10-22
Nowa data udomowienia kotów: około 5300 lat temu – i to w Chinach	Coyne	2013-12-26
Pisklę przypominające wyglądem i zachowaniem trującą gąsienicę	Coyne	2014-12-18
Czy rozum jest “większy niż nauka”? Kiepska próba deprecjonowania nauki	Coyne	2015-04-28
Ewolucyjny poziom ludzkiej przemocy	Coyne	2016-10-14
Ciąg dalszy sporu o dobór grupowy	Coyne	2015-04-22
Eureka! Sprytne wrony to odkryły	Coyne	2014-04-07
Koniec humanistyki?	Coyne	2014-01-15
Nowe skamieniałości: najwcześniejszy na świecie znany ptak	Coyne	2015-05-12
Facet od nauki przeciwko GMO	Coyne	2014-11-12
Najstarsze organizmy: 3,7 miliarda lat?	Coyne	2016-09-13
Montezuma i jego flirty	Coyne	2014-05-11
Specjacja hybryd może być rzadka	Coyne	2016-10-29
Trawa w uchu. Ale po co?	Coyne	2014-07-09
Koszmar kreacjonisty: ewolucja w działaniu	Coyne	2016-09-21
Nowy, opierzony i czteroskrzydły dinosaur	Coyne	2014-07-23
Zmień swoje geny przez zmianę swojego życia	Coyne	2014-05-15
Czy człowiek musiał wyewoluować?	Coyne	2015-05-15
Selektywne używanie narzędzi wśród mrówek	Coyne	2017-01-17
Adam i Ewa: dwoje, czy więcej niż dwoje przodków?	Coyne	2017-01-07
Historia porostów i człowieka, który ją skorygował	Coyne	2017-01-26
Delfiny umyślnie narkotyzują się truciznami rozdymków	Coyne	2014-01-04
Przedwczesna wiadomość o śmierci samolubnego genu	Coyne	2013-12-22
Homo floresiensis, hominin “hobbit”, w Internecie	Coyne	2016-11-25
Modliszka storczykowa: czy upodabnia się do storczyka?	Coyne	2015-03-13
Cuda genetyki: arbuz bez pestek	Coyne	2014-08-25
Pająk upodabnia się do ptasich odchodów	Coyne	2014-06-17
Ewolucja i Bóg	Coyne	2014-01-29
Intelektualne danie dnia The Big Think	Coyne	2014-03-04
Tajemnica pasków zebry rozwiązana – a przynajmniej tak mówią naukowcy	Coyne	2017-01-31
Mimikra chemiczna u mszyc	Coyne	2015-02-19
Jak często geny przeskakują między gatunkami?	Coyne	2015-04-18
Marnie napisany artykuł o uroczym gryzoniu	Coyne	2014-07-03
Ślepa salamandra z Teksasu ma nerw wzrokowy, ale nie ma prawdziwych oczu	Coyne	2016-10-11
Ukwiał żyje w antarktycznym lodzie!	Coyne	2014-01-25
Żebropławy, czyli dziwactwa ewolucji	Coyne	2013-12-30
OLBRZYMI owad wodny (i kilka innych)	Coyne	2014-07-28
Seksizm w nauce o jaskiniowych owadach	Coyne	2014-04-26
Dobór krewniaczy pozostaje wartościowym narzędziem	Coyne	2015-04-06
Najstarsza jak dotąd identyfikacja medycyny sądowej	Coyne	2014-12-10
Pradawnym płazom odrastały kończyny	Coyne	2014-09-29
Dymorfizm płciowy i ideologia	Coyne	2014-12-01
Bajka o kaczkach karolinkach	Coyne	2016-12-16
Grantowie na Galápagos i ich hybrydowe gatunki	Coyne	2014-08-18
Czy humaniści boją się nauki?	Coyne	2014-02-07
Fantastyczna mimikra tropikalnego pnącza	Coyne	2014-05-03
Nowy opierzony dinozaur sugeruje, że większość dinozaurów miała pióra	Coyne	2014-08-03
Dowody ewolucji: wideo i nieco dłuższy wywód	Coyne	2014-10-22
O pochodzeniu dobra i zła	Coyne	2014-02-05
Genetyka kocich łat	Coyne	2014-11-26
Wierzący nagradzani za życia	Coyne	2014-12-21
Lucy mogła umrzeć spadając z drzewa	Coyne	2016-09-07
Opierzony ogon dinozaura w bursztynie!	Coyne	2016-12-19
Nowa i dziwaczna, zmieniająca kształt żaba	Coyne	2015-04-10
Z nowego artykuły wynika, że istnieje nie jeden, a cztery gatunki żyraf, nie jestem jednak pewien	Coyne	2016-09-27
John van Wyhe obala mity o Darwinie	Coyne	2016-11-09
Ewolucja, ptaki i kwiaty	Coyne	2014-06-02
Pradawne rośliny kwitnące znalezione w bursztynie	Coyne	2014-01-10
Najstarsze żyjące organizmy	Coyne	2014-04-03
Użycie ognia przez homininy: przykład szybkiej ewolucji kulturowej?	Coyne	2021-08-04
Cztery prawa biologii ewolucyjnej	Coyne	2015-10-13
Znaleziono najstarszego “bilaterian”: odkryto podobne do robaka stworzenie wraz z jego skamieniałymi śladami	Coyne	2020-04-16

« Poprzednia strona Następna strona »