11. díl - Příčiny úspěchu I.

Poslední tři díly tohoto seriálu článků jsou věnovány úspěchu hmyzu. Vydáme se hledat příčiny toho, proč je hmyz tak druhově rozmanitý, a jak je možné, že dokázal kromě oceánu osídlit všechy typy prostředí na Zemi?

Zajisté není náhodou, že hmyz je nejhojnější a nejrozmanitější skupinou organizmů na Zemi. Udržel si pozici ekologické dominance po více než 400 milionů let. Hmyz byl svědkem rozmachu a pádu dinosaurů, přežil nejméně 4 celoplanetární katastrofy, které měly za následek masové vymření druhů. A nyní přežívá i přes vyhlazovací snahy lidstva. Tento jedinečný úspěch nelze přičítat jednomu konkrétnímu fyziologickému faktoru, ale unikátní kombinaci vlastností, které společně poskytují neobvykle velkou výhodu v boji o přežití. Těmito vlastnostmi jsou vnější kostra, malá tělesná velikost, schopnost letu, vysoký rozmnožovací potenciál, dokonalá proměna (metamorfóza) a schopnost přizpůsobit se proměnlivému životnímu prostředí.

Vnější kostra

Na rozdíl od obratlovců je podpůrná kostra hmyzu zvnějšku jeho těla. Tato vnější kostra je podivuhodnou strukturou, která nejen dává tělu tvar a chrání měkké tkáně, ale poskytuje i ochranu před útokem a zraněními, minimalizuje ztrátu tělesných tekutin v suchých i vodních prostředích a funguje také jako mechanická opora pro svaly, díky níž je hmyz silný a pohyblivý. A jako brnění odolává fyzickým i chemickým útokům. Je pokryta neprostupnou vrstvou vosku, která brání vyschnutí. Většina vnější kostry je z chitinu, polysacharidu, který váže různé bílkovinné molekuly do struktury, která může být buď pružná jako guma anebo pevná jako některé kovy. Volnost pohybu umožňují membrány a spoje ve vnější kostře. Svaly, které se upínají přímo na stěnu kostry kombinují maximální sílu s téměř optimální mechanickou oporou (na principu páky). Díky tomu například mravenec uzvedne až padesátinásobek své hmotnosti.

Malá tělesná velikost

Obecně vzato je hmyz zázrakem miniaturizace. Většina druhů dorůstá 2 až 20 mm, i když ty největší druhy, obrovští noční motýli, jsou velcí téměř jak obrazovka monitoru a ty nejmenší, parazitické vosičky, by se schovaly v tečce na konci této věty. Nejmenší ze všech je Dichomorpha echmepterygis, objevená teprve v roce 1997. Tato vosička z čeledi Mymaridae žije v Kostarice a parazituje na vajíčkách jiného hmyzu. Dospělí samci dorůstají pouze 0,139 mm a jsou tak o třetinu menší než někteří prvoci.

Pro živočicha s vnější kostrou je malá velikost výraznou výhodou. Kdyby byl hmyz tak velký jako sloni nebo skot, jejich vnější kostra by musela být mnohem tlustší, aby udržela takovou tělesnou hmotu. Tlustší vnější kostra by ale byla těžší a těžkopádnější. I ty nejmenší pohyby by vyžadovaly větší objem svalů a stály by více energie. Jelikož dvojnásobný nárůst délky těla obvykle vede ke čtyřnásobnému zvýšení tělesného povrchu a osminásobnému zvýšení objemu těla, lze se dostat k hranicím toho, jak velký může hmyz být (okolo 125-150 gramů). Nad touto velikostí už by povrch těla hmyzu byl příliš malý na to, aby udržel všechny svaly potřebné k rozhýbání takové hmoty. Z vědeckofantastických filmů možná znáte snímky „Mothra“ nebo „Moucha“, ale takoví tvorové by se ve skutečnosti neodlepili od země.

Další výhodou malé velikosti je malá náročnost na zdroje potřebné k přežití a množení. Drobek je hostina, kapka rosy zažene žízeň, kamínek poskytne dostatek stínu. V některých případech jsou požadavky na potravu tak nízké, že hmyz může žít celý život na jediné rostlině nebo zvířecím hostiteli a nikdy nebude trpět hladem. Například některé vrtalky (dvoukřídlí) či pilatky (blanokřídlí) stráví celé larvální stadium vrtáním chodbiček v jako papír tenké vrstvě buněk mezi horní a dolní membránou listu (tzv. parenchyma). U některých druhů mravenců může celá kolonie žít v jediném žaludu nebo rostlinné hálce. Parazitické vosy nejméně sedmi čeledí se vyvíjejí ve vajíčkách jiného hmyzu.

A konečně malá velikost je také výhodná pro hmyz, který se musí vyhýbat predátorům. Může se schovat v puklině skály, pod kůrou stromu, za okvětním lístkem květiny nebo pod stéblem trávy. Vnější kostra je natolik pevná, že se hmyz může zahrabat mezi zrnka písku, a přitom natolik pružná, aby prošla i tou nejmenší trhlinou. Malá velikost spolu s přizpůsobením tvaru a barvy těla dává mnoha druhům takovou schopnost splynout s prostředím, že jsou v podstatě nezjistitelní.

(pokračování příště)

© John R. Meyer, North Carolina State University – použito se svolením autora
© překlad Jakub Pechlát, 2007 – šíření textu možné jen s písemným souhlasem