Z artykułu dowiesz się m.in.:
- jak mrówki udzielają sobie pomocy medycznej i ratują rannych towarzyszy;
- w jaki sposób zegar biologiczny owadów i diapauza wpływają na ich przetrwanie;
- dlaczego nieprzemyślane zakładanie pasiek w miastach może szkodzić dzikim zapylaczom.
Owady w „Kosmosie”
Kwartalnik „Kosmos” to jedno z najstarszych polskich czasopism popularyzujących wiedzę przyrodniczą. Jest adresowany głównie do pracowników naukowych, nauczycieli biologii oraz studentów. Jego wydawanie rozpoczęto jeszcze we Lwowie w 1876 r. Artykuły w czasopiśmie przechodzą specjalistyczną recenzję. Grudniowy numer „Kosmosu” z 2022 r. poświęcony jest w całości owadom w badaniach naukowych i praktyce, a jego wydawcą było Polskie Towarzystwo Przyrodników im. Kopernika. Od kolejnego numeru rolę tę przejął Wydział Biologii Uniwersytetu Warszawskiego.
Jak napisała we wstępie Marta Anna Polańska, a w kolejnych artykułach naukowcy przypominali jeszcze kilka razy, owady to największa i najbardziej różnorodna grupa zwierząt. Spośród najprawdopodobniej ponad 5 milionów gatunków występujących aktualnie w przyrodzie opisanych w muzeach jest ok. miliona. O istotności odkryć naukowych związanych z owadami świadczy przyznanie 6 nagród Nobla za odkrycia związane z modelowym organizmem muszką owocową (wywilżną karłowatą Drosophila melanogaster). Owady są ważne także z gospodarczego punktu widzenia, np. jako bogate źródło białka stanowią źródło pożywienia dla ok. 2 miliardów ludzi na Ziemi. Są jednak także poważnym zagrożeniem jako szkodniki lasów i upraw. Przenoszą groźne choroby ludzi i zwierząt np. malarii, żółtej febry, gorączki krwotocznej. Jednak z punktu widzenia przyrodniczego zajmują po prostu zasobne nisze, w których mogą egzystować.
Skuteczna medycyna mrówek
Jedna z najciekawszych, moim zdaniem, publikacji to artykuł przeglądowy naukowczyń Ewy Joanny Godzińskiej, Anny Szczuki i Julity Korczyńskiej o zachowaniach ratunkowych i sanitarnych mrówek. Mrówki podobnie jak pszczoły są owadami społecznymi (bez wyjątku – w przeciwieństwie do wielu gatunków samotnie żyjących pszczół). W związku z tym ważną rolę ich zachowań prospołecznych stanowią działania, w których korzyści odnosi inny osobnik lub osobniki, nawet kosztem własnym. Warto pamiętać, że zgodnie z teorią ewolucji zachowania altruistyczne powstały i utrzymują się dlatego, że bezpośrednie straty (łącznie z utratą życia) są z nadwyżką kompensowane w ramach długoterminowych korzyści w zakresie dostosowania łącznego, czyli sukcesu w pośrednim zachowaniu własnych genów. Jednym z najbardziej interesujących tego typu aktów poświęcania się są zachowania ratunkowe, które – jak się wydaje – po raz pierwszy zostały opisane u mrówek już prawie 200 lat temu.
[...] - część treści ukryta, w całości dostępna tylko dla zalogowanych e-PrenumeratorówU owadów społecznych jedną z najważniejszych taktyk prewencji rozprzestrzenienia się chorób zakaźnych jest zmniejszenie intensywności kontaktów społecznych pomiędzy osobnikami zdrowymi a chorymi. Ale to niejedyny sposób. U części mrówek spotyka się taktykę przeciwną. Ilość kontaktów zwiększa się podczas udzielania pomocy chorym mrówkom i podawania im „leków” w postaci płynów. Taka opieka sanitarna może być korzystna dla kolonii. Podstawowe zyski wynikają z tego, że osobniki, które są ratowane żyją dłużej.
Jak pokazują powyższe przykłady, zachowania ratunkowe u mrówek mogą przybierać podobny kontekst jak u kręgowców społecznych. Podobieństwo dotyczy zwłaszcza dwóch przypadków: przychodzenie z pomocą osobnikom zaatakowanym lub uwięzionym oraz w przywracaniu pełnych możliwości ruchowych. Nie oznacza to jednak, że u podstaw zachowań ratunkowych kręgowców i bezkręgowców leżą identyczne mechanizmy, np. jak dotąd nie ma dowodów, że kluczowa miałaby być zdolność do odczuwania empatii wobec poszkodowanych współtowarzyszy. Trzeba jednak dodać, że nie miało to miejsca także we wszystkich badaniach kręgowców.
Zegar biologiczny owadów i ludzi
W czasopiśmie znajdziemy także trzy artykuły poświęcone niezwykle popularnym w ostatnich dziesięcioleciach badaniom nad zegarem biologicznym organizmów, regulującym rytm dobowy i sezonowy. Co prawda, dotyczą głównie wywilżny karłowatej, jednak, jak piszą autorzy artykułu: Jolanta Górska-Andrzejak i Daniel Bajorek, uzyskane wyniki można odnosić do innych organizmów, w tym ludzi. Podstawowe procesy biologiczne są konserwatywne, czyli podlegają niewielkim zmianom w wyniku ewolucji. Powstał nawet cały dział naukowy, który zajmuje się rytmami biologicznymi: chronobiologia. Procesy te okazują się niezwykle ważne w regulacji czynników, takich jak wydzielanie hormonów, sen, temperatura ciała oraz metabolizm. Ryzyko niedopasowania rytmu zegara biologicznego do warunków panujących w środowisku może być bardzo duże i skutkować chorobami, np. u ludzi otyłością, cukrzycą czy nowotworami. Tak uważają autorzy drugiego artykułu o regulacji zegara biologicznego: Patrycja Ściślewska, Marcin M. Chrzanowski i Piotr Bębas. Przypomina mi to problem sprowadzania matek przez pszczelarzy i powielania w środowisku genów od pszczół niedostosowanych do lokalnego środowiska. W konsekwencji dochodzi do zaburzenia sezonowego rytmu biologicznego rodziny pszczelej, ukształtowanego w toku adaptacji do lokalnych warunków klimatycznych. Szczególne znaczenie ma prawidłowe ograniczenie lub czasowe wstrzymanie czerwienia przed zimą, które stanowi jeden z kluczowych mechanizmów warunkujących skuteczne przezimowanie rodziny. Właśnie temu zagadnieniu poświęcony jest artykuł Marty Anny Polańskiej i Magdaleny Bartnickiej-Łyżwy o diapauzie u owadów jako fenomenowi umożliwiającemu przetrwanie w trudnych warunkach. Diapauza (czyli precyzyjne kontrolowane zahamowanie rozwoju w odpowiedzi na niekorzystne warunki, często poprzedzające ich wystąpienie oraz przewidujące jego skutki) u owadów związana jest także z okresem suszy i innymi krytycznymi warunkami. Diapauzę zwykle poprzedza okres przygotowawczy, w którym organizm gromadzi rezerwy energetyczne. Uwarunkowane jest to pobieraniem pokarmu, które także reguluje zegar biologiczny owadów. Szczegółowo na poziomie komórkowym, behawioralnym i fizjologicznym pisze o tym Agnieszka Suszyńska. Można powiedzieć, że owady również mają swój „czas na posiłek”, którego zaburzenia mogą prowadzić do pogorszenia parametrów zdrowia owadów, co koreluje modelowo ze współczesnymi chorobami cywilizacyjnymi u ludzi.
Grzybowe biopestycydy
Mechanizmy odpornościowe owadów w kontekście ich przełamywania przez grzyby entomopatogenne (zarażające i wywołujące choroby owadów) są tematem artykułu zespołu Instytutu Parazytologii im. W. Stefańskiego PAN. Obecnie najczęstszą metodą walki ze szkodliwymi populacjami owadów w rolnictwie są chemiczne środku ochrony roślin. Insektycydy mają jednak swoje wady związane z niewystarczającą selektywnością działania: wpływają na różnorodność gatunków, zaburzają funkcjonowanie ekosystemów, powodują śmiertelność owadów także pożytecznych np. pszczół, mogą się kumulować np. w wodzie lub glebie, zakłócają procesy fizjologiczne wielu gatunków w środowisku. Grzyby entomopatogenne są jedną z możliwych alternatyw do zastosowania na masową skalę w przyszłości, stąd ich wpływ na owady podlega wielu badaniom. Gdy stosowane są do zwalczania szkodników upraw charakteryzują się wysoką wybiórczością negatywnego wpływu na organizm – przez to mogą być bezpieczne dla organizmów pożytecznych. Takie biopestycydy mogą pełnić także funkcję bionawozu, jeżeli przechodzą do gleby. Duża skuteczność zastosowania takich grzybów wiąże się z ich ewolucyjną zdolnością do przełamywania wielu barier stawianych przez układ odpornościowy owada. To oczywiście nie znaczy, że organizmy owadów nie mają żadnych szans z grzybami patogennymi. Walka ewolucyjna trwa i owady wykształcają również interesujące systemy obrony, do których należą np. taktyki społecznej behawioralnej odporności mrówek, które mogą informować siebie nawzajem o zarażonych osobnikach i zmieniać wobec nich zachowanie, ograniczając rozprzestrzenienia się patogennego grzyba.
[...] - część treści ukryta, w całości dostępna tylko dla zalogowanych e-PrenumeratorówOdporność nabyta?
Kręgowce tym różnią się także od owadów (poza tym, że mają kręgosłup), że ponad 500 milionów lat temu rozwinęły wysoce skuteczny system odporności nabytej. Zespół naukowczyń z Katedry Immunologii Uniwersytetu M. Skłodowskiej-Curie przypomina, że owady – jak się okazuje – jednak mogą także posiadać pewną nabytą „pamięć immunologiczną”, działającą w ramach tzw. piętnowania układu odpornościowego (immune priming – więcej o mechanizmie TGIP można przeczytać w Przeglądzie prasy Światowej w numerze 1/2023 „Pasieki”). Ułatwia to organizmom późniejsze zwalczanie patogenu, choć nie jest ekwiwalentem odporności swoistej u kręgowców. Jest to także proces kosztowny i przy braku dostępu do pokarmu może doprowadzić do śmierci owada. Autorki w dość szczegółowym artykule skupiają się na opisaniu roli hemocytów w piętnowaniu układu odpornościowego owada. Warto zauważyć, że rola tych mechanizmów związana jest – jak wynika z badań nad owadami modelowymi – z ich współdziałaniem z ciałem tłuszczowym i jelitami, co ułatwia systemową odpowiedź organizmu i utrzymanie homeostazy (patrz książka „Anatomia i fizjologia pszczoły miodnej” – A. Strachecka i M. Walerowicz1).
[...] - część treści ukryta, w całości dostępna tylko dla zalogowanych e-PrenumeratorówSeks z samcem bez głowy
Komunikowanie się owadów ma istotne znaczenie nie tylko na poziomie społeczeństw owadzich (o czym możemy przeczytać w Przeglądzie prasy światowej oraz w wywiadzie z prof. Tofilskim opublikowanymi w „Pasiece” nr 4/2023), ale także w trakcie godów zwieńczonych kopulacją. Kuczmany to niewielkie pasożytnicze muchówki, którą stanowią materiał do badań w tym zakresie. Często są przyczyną zmian alergicznych skóry u ludzi z Europy Środkowej, które błędnie są przypisywane komarom lub meszkom. Komunikacja między samcami i samicami kuczmanów jest niezwykle różnorodna. Jednym z jej sposobów jest przekazywanie sygnałów dźwiękowych lub drgań powietrza, odbieranych przez czułki samców. Znajdujący się u ich nasady narząd Johnstona umożliwia wykrywanie i analizę tych bodźców. Pasożytnicze muchówki mogą także korzystać ze zjawisk chemorecepcyjnych, czyli feromonów. Randki często odbywają się w „kuchni”, czyli na kwiatach, które stanowią źródło pożywienia dla tych owadów. Wśród kuczmanów występuje również liczna grupa gatunków drapieżnych, u których samice aktywnie wyszukują samców w celu odbycia kopulacji. Dla samców takie spotkanie może jednak wiązać się z wysokim kosztem. Męskie muchówki są zjadane w trakcie kopulacji przez swoje oblubienice, a – jak dowiedziono – zjedzenie głowy samca nie tylko nie przeszkadza igraszkom seksualnym samicy, ale wręcz przyspiesza kopulację. W tym wypadku „randka w kuchni” nabiera osobliwego znaczenia.
Owady w sklepie mięsnym i na talerzu
Owady są także ważną częścią ludzkiej diety – i niewątpliwe w konserwatywnej dietetyczno-kulturowo Polsce jest to temat tabu, niesłusznie kojarzony z biedą lub gorszym jedzeniem. Trudno obiektywnie ocenić przyczyny tego stanu rzeczy. Bez wątpienia jednak, jak zauważa Jakub Urbański, chrześcijaństwo wraz z ikonografią w nim funkcjonującą, które ukazywało owady jako stworzenie z natury nieczyste, kojarzone raczej z siłami diabelskimi3, przyczyniło się do takiego postrzegania tego źródła pożywienia. Kleryk Izydor z Sewilii opisywał owady w średniowieczu jako rodzące się ze ścierwa, łajna i żywiołów. Jednak fakty o roli owadów w ludzkim menu są niepodważalne. Owady stanowią element regularnej diety ok. 2 miliardów ludzi, a w skład menu wchodzi ok. 2 tysięcy gatunków. Ze względu na częsty lokalny charakter popularności jakiegoś gatunku można założyć, że dane te są i tak niedoszacowane. W związku z tym Jakub Urbański przygląda się zagadnieniu przemysłowej hodowli owadów do celów konsumpcyjnych pod pretekstem rozstrzygnięcia, czy jest to nowa przyszłościowa gałąź produkcji rolnej, czy przejściowy trend.
[...] - część treści ukryta, w całości dostępna tylko dla zalogowanych e-PrenumeratorówPszczoły w mieście
Artykuł o pszczołach w mieście porządkuje informacje o różnorodności pszczół, ich preferencjach żywieniowych oraz trybie życia, a także o wyzwaniu, jakim jest rola miejskich pszczół w kontekście mody na pszczelarstwo. Warto odnotować, że na ok. 450 gatunków pszczół obecnych aktualnie w Polsce, aż 20–25% stanowią gatunki pasożytnicze. Większość gatunków, które nie są pasożytnicze, gniazduje pod ziemią. Ze względu na rozróżnienie w preferencjach pokarmowych gatunki dzielimy na trzy grupy. Poliektyczne to zapylacze zbierające nektar i pyłek o bardzo szerokim spektrum roślin. Największym generalistą w naszym kraju jest pszczoła miodna. Gatunki oligolektyczne żywią się kwiatami z pewnej wąskiej grupy roślin. Z kolei monolektyczne korzystają tylko z jednego rodzaju rośliny.
[...] - część treści ukryta, w całości dostępna tylko dla zalogowanych e-PrenumeratorówCzytaj także:
Pasieka 3/2023 - Mechanizmy odporności pszczół w kontekście funkcjonowania ciała tłuszczowego
Pasieka 4/2020 - Komunikacja wibroakustyczna pszczoły miodnej
Jakub Jaroński
1 - O mechanizmach odporności u pszczół można się również sporo dowiedzieć z publikacji tych samych autorek pt: „Mechanizmy odporności pszczół w kontekście funkcjonowania ciała tłuszczowego” zamieszczonej w „Pasiece” nr 3/2023 – przyp. red.
2 - Podobne zdjęcia można zobaczyć we wspomnianej książce „Anatomia i fizjologia pszczoły miodnej” – przyp. red.
3 - Komentarz Jakuba Jarońskiego: Wydaje się jednak, że są od tej reguły wyjątki. Do nich należy pszczoła miodna, która w świecie chrześcijańskim (ale także europejskim przedchrześcijańskim, czyli zdominowanym przez astrobiologiczne pogaństwo np. na Litwie – więcej na temat pogańskich tradycji pszczelarskich na Litwie dowiesz się z artykułu w Przeglądzie Prasy Światowej w „Pasiece” nr. 4/2023 ) wręcz uznawana była i jest jako boskie nieskalane stworzenie, a religijne konotacje wykonywania zajęcia jakim jest pszczelarstwo wśród pszczelarzy i związków pszczelarskich są wciąż żywe. W opozycji do mitycznej roli pszczoły z kolei występuje podstawowy tzw. szkodnik pszczelarstwa, czyli dręcz pszczeli, co do którego pszczelarze (ale także czasami naukowcy związani z pszczelarstwem) stosują różnego rodzaju inwektywy np.: dziadostwo, robactwo, ścierwo. Rzadko można spotkać określenie „robactwo” w stosunku do pszczoły miodnej, pomimo że jej organizm w stanie larwalnym jak najbardziej mógłby pod względem morfologicznym budzić takie skojarzenia. Co do nieskalanej czystości pszczoły również korzystają w ten czy inny sposób z łajna czy gnoju zwierzęcego. Natomiast same pszczoły w swoim repertuarze zachowań mają zachowania kanibalistyczne. Nie jest więc to postrzeganie pszczoły oparte na racjonalnych przesłankach. Myślę, że da się zauważyć, że życie pszczoły samo z siebie powszechne uznawane jest w Polsce w ludowej tradycji wręcz za podmiotowe i o wiele bardziej wartościowe, niż życie dręcza pszczelego (o ile życiu temu ostatniemu przyznaje się jakąkolwiek wartość, a jeżeli już to negatywną jako życie pozbawione sensu lub życie zbędne).
4 - Ślad środowiskowy – to narzędzie służące do oceny stopnia oddziaływania produktu, usługi lub organizacji na środowisko – przyp. red.
5 - „Pszczelarze nie lubią pszczoły Apis mellifera mellifera, ale moim zdaniem jej nie znają” – rozmowa z prof. Adamem Tofilskim: https://pasieka24.pl/index.php/pl-pl/pasieka-czasopismo-dla-pszczelarzy/247-pasieka-4-2023/3903-s-48-jakub-jaronski-pszczelarze-nie-lubia-pszczoly-apis-mellifera-mellifera-ale-moim-zdaniem-jej-nie-znaja-rozmowa-z-prof-adamem-tofilskim
