Patyczaki mogą rozprzestrzeniać się jak nasiona roślin: w ptasich odchodach

Jednym ze sposobów, na jakie rośliny dostają się na wyspy (poza unoszeniem się ich nasion w wodzie morskiej) jest przez migracje ptaków: ptaki jedzą owoce i nasiona, lecą na wyspę i nasiona kiełkują z ptasich odchodów. Myślę, że dużo więcej roślin przybyło na wyspy w ten sposób niż przez unoszenie się na wodzie, ale lepiej nie cytujcie mnie w tej sprawie.

Jednak coś więcej niż rośliny dostaje się na wyspy w ptasich odchodach. Nowy, krótki artykuł w „Ecology” autorstwa S. Kenji i in. (odnośnik poniżej, pdf tutaj) pokazuje, że patyczaki (Phasmida) produkują jaja o twardej skorupce, które mogą pozostać zdolne do życia i wyklucia się po przejściu przez przewód pokarmowy ptaka. Ponadto, ponieważ jaja nie wymagają zapłodnienia (tworzą się przez „partenogenezę”), nie muszą być zapłodnione tuż przed złożeniem, jak u większości owadów. Ptaki po prostu mogą połknąć je zaraz po złożeniu lub też przez pożarcie ciężarnej samicy.

Jaja wielu patyczaków są podobne do nasion i, co ważniejsze, mają twardą warstwę szczawianu wapnia na zewnątrz, która rozpuszcza się tylko w kwaśnym środowisku, takim jak ptasi żołądek (ta warstwa wydaje się unikatowa dla patyczaków). Można zobaczyć kilka takich jaj w części „B” na ilustracji poniżej, zaczerpniętej z artykułu.

Autorzy nakarmili jajami trzech gatunków patyczaków zmieszanymi ze sztuczną dietą japońskie szczeciaki rudouche (Hypsipetes amaurotis), które, jak piszą, są jednym z głównych drapieżników patyczaków. Następnie zebrali wydalane przez trzy godziny ptasie odchody i zmierzyli zdolność wykluwania się jaja. Wynosiła ona 5%, 8,3% i 8,9% (wielkość próby między 40 a 60 jaj na gatunek).

Zdjęcia poniżej pokazują szczeciaki jedzące patyczaka, patyczaka i nimfy jednego gatunku patyczaków:

Jednym oczywistym wnioskiem jest, biorąc pod uwagę, że szczeciak może przelecieć 40 do 60 kilometrów przez godzinę, że mogły one roznosić jaja patyczaków na setki kilometrów (jaja składane są w mniej więcej tym samym czasie, w jakim migrują japońskie szczeciaki rudouche). Autorzy karmili ptaki jajami usuniętymi z dorosłych patyczaków, co sugeruje ponadto, że ptaki mogły zjadać jaja po prostu przez zjadanie ciężarnych samic (tego nie sprawdzali). 

Następnie nasuwają się pytania:

1.) Czy jaja wyewoluowały z twardą skorupką, by ułatwić rozprzestrzenianie się? Istnieją korzyści z szerokiego rozprzestrzeniania potomstwa, szczególnie, jeśli jest dużo miejscowych drapieżników lub środowisko jest niepewne i wiele gatunków wyewoluowało wyrafinowane mechanizmy rozprzestrzeniania. (Jednym z nich są owoce a nasionami w środku!). To jest możliwe, ale autorzy wolą hipotezę, że twarde jaja wyewoluowały, by zmniejszyć pasożytowanie przez osy. Oczywiście jednak twarda otoczka mogła wyewoluować z kilku „przyczyn” (a rozumiem przez to, że z wzmocnienia jaj może być więcej niż jedna korzyść reprodukcyjna).  

2.) Czy patyczaki rzeczywiście rozprzestrzeniły się w ten sposób? Nie wiemy, bo nie robiono badań biogeograficznych. Jak piszą autorzy, to powinno ujawnić się jako dowód szerszego rozprzestrzenienia się patyczaków partenogenetycznych od ich płciowo rozmnażających się krewnych:

Jeśli ptasie rozprzestrzenianie jest ważne dla patyczaków, filogeograficzny wzór powinien odzwierciedlać okazjonalne długodystansowe rozprzestrzenienia (np. Miura et al. 2012). W dodatku wzór przestrzennej struktury genetycznej będzie różnił się między owadami ze zdolnością rozmnażania się przez partenogenezę (a więc potencjalnego ptasiego rozprzestrzeniania) a patyczakami nie-partenogenetycznymi. Filogeograficzne wzory u tych owadów zasługują więc na dalsze badania. 

Ponadto same patyczaki powinny wykazywać inne rozprzestrzenienie ogólne niż owady nie będące patyczakami, ponieważ jaja niektórych gatunków mogą rozprzestrzenić się na setki kilometrów. To wszystko jednak czeka na dalsze badania – nie było powodu badania tych wzorów przed ukazaniem się tego nowego artykułu.

h/t: Dom

______________________

Kenji, S., F. Shoichi, T. Asuka, I. Katsura, and Y. Takeshi. 2018 Potential role of bird predation in the dispersal of otherwise flightless stick insects. Ecology. doi: 10.1002/ecy.2230

Stick insects dispersed to islands like plant seeds: in bird poop

Why Evolution Is True, 1 czerwca 2018

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska