Strategie oszustw i manipulacji seksualnych w świecie roślin i zwierząt

Na potrzebę artykułu, oszustwo seksualne będziemy od tej pory traktować, jako każde zachowanie seksualne jednego organizmu, które doprowadza do strat u drugiego. Jest to wyspecjalizowana forma manipulacji seksualnej, nakierowana na uzyskanie jak największych zysków przez osobnika lub populację, najczęściej kosztem danej ofiary.

Pasożytnictwo seksualne może mieć różne cele. Najbardziej pierwotnym jest zdobycie pokarmu, kiedy to oszust, naśladując feromony lub sygnały dźwiękowe swojej ofiary, zwabia ją i pożera. Istnieje także inny wariant, w którym drapieżnik nie komunikuje się z ofiarą, a aktywnie jej poszukuje, wyczuwając jej feromony lub też szuka emitowanych przez nią sygnałów dźwiękowych.

Nieco mniej znaną przyczyną oszustw seksualnych jest możliwość transportu pasożyta na duże odległości, poprzez o wiele większego od niego owada.

Kolejne zjawisko, które przyczynia się do szerzenia pasożytnictwa seksualnego, to możliwość wychowywania własnego potomstwa, z minimalnym energetycznym wkładem własnym – a więc z wykorzystaniem zasobów gniazdowych oszukiwanego.

Historia naszej wiedzy na temat pasożytnictwa seksualnego w świecie zwierząt jest już całkiem długa. W roku 1965 została odkryta osa, Tombicobia tibialis, która wabiona feromonami chrząszcza żyjącego pod korą (Ips paraconfusus), aktywnie lokalizowała go i dokonywała inwazji złożonych przez niego jaj. W miejscu tym, warto wprowadzić dwa pojęcia, otóż – sygnał chemiczny zostawiany przez chrząszcza, nazywa się kairomonem. Kairomon to taka substancja semiochemiczna, która wydzielana jest mimowolnie przez organizm, co może mieć zarówno neutralne, jak i niekorzystne konsekwencje. Substancja semiochemiczna jest natomiast każdym związkiem chemicznym, który jest wykorzystywany przez organizm do przekazywania informacji, odczytywanych przez inne osobniki/gatunki.

W przypadku ćmy Helicoverpa zea, której jaja są ulubionym celem pasożytniczej osy Trichogramma, kairomonem jest mieszanina lotnych aldehydów, na bazie heksadekanalu. Ta specyficzna mieszanka jest w stanie bardzo dobrze naprowadzać samice os do swego celu. Długo nie wiedziano, jak to się dzieje, że osa, będąca zwierzęciem dziennym, atakuje pośrednio organizmy nocne. Okazało się, że ćma, składając jaja na liściu, wciąż emituje charakterystyczne dla niej kairomony, które potrafią na pewien czas, adsorbować do jego powierzchni i ulatniają się jeszcze w trakcie dnia.

Czasami intensywność, z jaką pasożyty korzystają z sygnałów chemicznych swych ofiar, wydaje się wręcz oszałamiająca. Przykładem są samce pluskwiaków Podisus maculivendris, które w trakcie godów, emitując feromony, przywabiają pewną ilość samic i pięć razy więcej pasożytów! Jednym z takich pasożytów jest muchówka Euclytia flava, która potrafi lokalizować pluskwiaka z na tyle niezwykłą precyzją, że rozpoznaje bezbłędnie dwa, stojące obok siebie samce, spośród których jeden wydziela feromony, a drugi nie. Przyczyniło się to do wyewoluowania odpowiedzi u pluskwiaków, które w obronie przed nadmiernym pasożytnictwem ze strony muchówek, zaczęły przebywać w towarzystwie samców emitujących feromony, jednocześnie same tego nie robiąc i licząc na to, że samica nie zauważy różnicy.

Alternatywną strategię, reprezentowaną przez wielu drapieżców, jest aktywne naśladowanie sygnałów seksualnych innych organizmów. Najbardziej znany przykład to pająk bolas, który poluje jedynie na kilka gatunków ciem. Okazało się, że pająk ten emituje feromony charakterystyczne dla samic motyli nocnych, a zatem przywabia samce. Gdy samiec ćmy znajdzie się w pobliżu pająka, zostaje złapany przy pomocy konstrukcji o nazwie bolas. Nazwa ta pochodzi od broni miotanej, wykorzystywanej przez Eskimosów, w której zastosowano ciężkie kule, otoczone rzemieniem. Nie dziwi więc zastosowanie tej nazwy w stosunku do pająka, który jako broń wykorzystuje lepką kulkę, zawieszoną na końcu nici. Innym ciekawym przykładem są drapieżne świetliki z rodzaju Photuris, które żywią się samcami świetlików Photinus, naśladując sekwencję błysków charakterystyczną dla samic wspomnianych owadów.

Inną potencjalną korzyścią wynikającą z oszukiwania jest transport, którego najbardziej niesamowity przykład został odkryty dość niedawno. Okazało się otóż, że na pustynnych i półpustynnych regionach USA żyje chrząszcz Meloe franciscanus. Forma dorosła może poruszać się po niekorzystnych i ubogich w zasoby pokarmowe i wodne terenach, a jaja składa na łodydze rośliny. Uwolnione z jaj larwy są jednakże więźniami rośliny i nie potrafią same przemierzać dalekich dystansów. Koniecznością, dla tych larw, wymaganą do osiągnięcia dorosłości, jest dalszy rozwój w gnieździe pszczoły, Habropoda pallida. Okazało się, że larwy chrząszcza, osiadają na roślinie grupowo, tworząc kulisty pakiet. Jednocześnie pakiet ten, potrafi wydzielać feromony charakterystyczne dla samic pszczół, co zwabia samce. Samiec, zwabiony chemiczną pułapką, próbuje kopulować z kolonią znajdującą się na roślinie, prawdopodobnie biorąc ją za samicę. Następuje wówczas masowe i błyskawiczne przeniesienie się całej koloni na grzbiet pszczoły. Czas ten można mierzyć w milisekundach. Larwy w prosty sposób dostają się następnie do gniazda pszczół, gdzie odbywa się ich dalszy rozwój, aż do formy dojrzałej.

Perfumy z ludzkiej krwi? Mimo, że hasło to brzmi niczym żywcem wyrwane z taniej, gotyckiej powieści, pojawia się coraz więcej dowodów na to, że odpowiednik „perfum” rzeczywiście istnieje w świecie bezkręgowców. Odkrycia tego dokonano na Nowej Zelandii, gdzie grupa D. Pollarda zaobserwowała, że skakun Evarcha cullcivora odżywia się krwią kręgowców, wybierając preferencyjnie samice komarów, jako swe ofiary. W serii eksperymentów, które polegały na badaniu preferencji płciowych partnerów w zależności od diety, grupa zaobserwowała, że osobniki odżywiające się krwią kręgowców były bardziej atrakcyjne seksualnie dla płci przeciwnej. Ściślej, doświadczenie sprawdzało, jak długo pająk pozostawał w pobliżu zapachu jednego pająka, w porównaniu do zapachu zwierzęcia stosującego inny rodzaj diety. Okazało się nawet, że nawet osobniki karmione samcami komarów lub innym pokarmem, zyskiwały ogromnie na atrakcyjności, gdy rozpoczęto ponowne karmienie krwią kręgowców. Wyjaśnienie roli zwierzęcej krwi w wabieniu osobników płci przeciwnej, jest jednak kwestią nierozstrzygniętą i istnieje wiele hipotez, będących obecnie przedmiotem dalszych testów.

Prawdziwym rarytasem dla badacza zachowań bezkręgowców, są jednakże owady społeczne. Badania nad zachowaniem tych zwierząt są obecnie jednym z trendów w nauce i obejmują zarówno poziom środowiskowy, jak i molekularny. Nie chcąc jednak odbiegać za bardzo od tematu, przedstawię przykład tego, jak tropione są oszustwa seksualne w gnieździe mrówek. Robotnice mrówek z reguły nie są zdolne do rozrodu i wydawania diploidalnego potomstwa, jednakże wśród wielu gatunków pojawiła się zdolność do składania przez nie haploidalnych jaj, z których powstają samce. Zdarza się to wybitnie często w sytuacjach, gdy królowa jest nieobecna w gnieździe i odwrotnie – podczas jej obecności, samce pochodzące od robotnic są albo bardzo rzadkie albo też nie ma ich wcale. Okazało się, że robotnice same pilnują swych koleżanek przed składaniem jaj. Można wyobrazić sobie dwa sposoby, w jakie to zachodzi. Po pierwsze, robotnica może niszczyć jaja złożone przez drugą lub też atakować ją, zabić i odizolować od gniazda, jeśli rozpozna u niej sygnały wskazujące na płodność. Jak jednakże dzieje się to, że robotnice wykrywają obecność królowej i identyfikują płodne koleżanki? Uwaga badaczy skupia się na skomplikowanych mieszaninach węglowodorów, wchodzących w skład oskórka – głównie alkanów i alkenów. Skład i ilość tych związków różni się w zależności od osobnika. Ta charakterystyczna mikstura chemiczna, zabezpiecza jajka złożone przez królową przed zniszczeniem przez robotnicę. Wykazano to również dla jaj robotnic, które po potraktowaniu ekstraktem alkanów i alkenów pochodzących od królowej, również unikały smutnego losu. Przez długi czas nie umiano jednakże znaleźć dowodu, że to jeden lub kilka specyficznych węglowodorów, „przełączają” zachowanie mrówek, aż w końcu nastąpił przełom. Udało się odkryć jedną, konkretną cząsteczkę, która doprowadzała do tak drastycznych zmian w zachowaniu. Odkryto ją u pustynnej mrówki Aphaenogaster cockerelli, której królowa posiada na swym oskórku wysoką zawartość tri-, tetra-, penta i heksakozanu, nieobecnych u płodnych robotnic.

Z kolei okazało się, że jajka składane przez robotnice w okresie braku królowej, charakteryzowały się bliźniaczo-podobnym profilem chemicznym, co jajka królowej. Co więcej, robotnice przeniesione do fragmentu gniazda w pobliżu królowej, były atakowane, a agresja ta zapobiega reprodukcji. Badacze zsyntetyzowali chemicznie pentakozan i potraktowali nim niepłodną robotnicę. Została ona błyskawicznie zaatakowana przez inne mrówki, co nie miało jednak miejsca, gdy królowej nie było w pobliżu.
Głównym celem owej „policji seksualnej” jest usuwanie oszustów z gniazda. Jest to możliwe dlatego, że płodne robotnice nie są w stanie wyeliminować swego zapachu i praktycznie zawsze zostają wykrywane.

Zbliżając się ku końcowi artykułu, warto podkreślić, że oszustwa seksualne wśród zwierząt bywają niezwykle plastyczne i imponujące. Na samym początku przytoczyłem historię o oszustwach drapieżnych świetlików. Nie wydaje się jednak zaskakującym fakt, że interakcja taka zachodzi wśród blisko-spokrewnionych organizmów. Dużo bardziej szokującym przykładem jest natomiast agresywna mimikra drapieżnego szarańczaka o nazwie Chlorobalius leucoviridis, który wykazuje niezwykłą skuteczność w polowaniu na samce cykad. Nie byłoby w tym nic dziwnego, gdyby nie fakt, że owad ten potrafi uczyć się tysięcy nowych wzorców melodii odgrywanych przez cykady, idealnie naśladując ich samice, zwłaszcza, biorąc pod uwagę odległość tych gatunków na drzewie filogenetycznym. Warto podkreślić, że nie chodzi tu o samce jednego gatunku cykad, a o setki gatunków, doskonale rozróżniających się zwierząt. Zwabiane cykady padają ofiarą szarańczaka.

Ewolucja komunikacji dźwiękowej owadów ma dla nich ogromne znaczenie, jako że doprowadza do izolacji międzygatunkowej, poprzez wypracowanie pewnych preferencji wśród danego gatunku.

Wyścig zbrojeń pomiędzy ofiarą i drapieżcą jest imponujący i niezwykle plastyczny. Zagrożenie ze strony drapieżników mogło przyczynić się do jeszcze większej specjacji, gdyż to właśnie drapieżniki wpływały na zmiany w częstotliwości śpiewu cykad, czasu trwania danego dźwięku oraz ogólnej struktury „piosenki godowej”.
Opracowanie i źródła informacji
Andrzej Prokop

Liczba wyświetleń: 3021