Termity jako socjalne karaczany

Od dawna wiadomo, że karaczany, modliszki i termity są spokrewnionymi grupami owadów. Obecna taksonomia klasyfikuje je razem do nadrzędu Dictyoptera. Badania wskazują na to, że rozdział od wspólnego przodka następował jak na procesy ewolucyjne szybko, miał miejsce na przełomie Jury i Kredy, dlatego dopiero dzięki nowoczesnym zdobyczom techniki można wysnuć pewne nowe aspekty ich pokrewieństwa. Przez wiele lat w nadrzędzie Dictyoptera umieszczano trzy rzędy owadów: Blattodea – karaczany; Isoptera – termity; Mantodea – modliszki. Badania jednak wskazują, że w nadrzędzie Dictyoptera są tylko dwa rzędy: Blattodea – karaczany i Mantodea – modliszki, a termity należy klasyfikować jako epirodzinę Termitoidae w nadrodzinie Blattoidea w rzędzie Blattodea – karaczany. Poza powiązaniem genetycznym, w ustaleniu pokrewieństwa karaczanów i termitów, kluczowe są trzy kwestie, a mianowicie: obecność wiciowców w jelicie, bakterie rozkładające komórki tłuszczowe i życie socjalne. Dawny wspólny przodek karaczanów i termitów nabył bakterie rozkładające zapasowe komórki tłuszczowe, lub miało to miejsce jeszcze wcześniej, a przodek modliszek następnie tę zdolność utracił. Wspólny przodek termitów i karaczanów Cryptocercoidae nabył wiciowce umożliwiające trawienie celulozy, oraz życie w grupach rodzinnych. Następnie powstała większa socjalizacja, a termity za wyjątkiem Mastotermitidae utraciły bakterie rozkładające komórki tłuszczowe.

Behawioralne cechy łączące karaczany z termitami: ogólnie lubią ciasnotę, obecność własnego gatunku, odbiór bodźców dotykowych, nie przepadają za światłem, lubią gdy jest ciemno i wilgotno, transport pokarmu, opieka nad młodymi, dbałość o higienę, alarm wywoływany przez wibracje, podążanie ścieżkami, uznawanie krewnych, przekazywanie mikroorganizmów jelitowych, drążenie tuneli. Termity sygnałów wibracyjnych używają, do oceny drewna, do porozumiewania się, mobilizacji całej kolonii, karaczany z rodzaju Cryptocercus również używają sygnałów wibracyjnych do ostrzeżenia grupy, gdy coś wywołuje ich zaniepokojenie. Wartym zauważenia jest to, że termity jako owady przechodzące przeobrażenie niezupełne, nie muszą być długo jak ma to miejsce w przypadku błonkówek utrzymywane przez kolonię. Larwy termitów biorą więc udział w pracach w termitierach. Ich rozwój zostaje zatrzymany czasowo lub na stałe, to samo dotyczy kasty żołnierzy, która również wykazuje cechy niedojrzałe płciowo. Większość larw-robotnic nigdy nie dożywa dorosłości, jedynymi dojrzałymi owadami w termitierze jest król i królowa. Trwałość zahamowania rozwoju larw i ścieżki przebiegu procesu odwrócenia, są cechami wykorzystywanymi w klasyfikacji grup termitów.

Proces trawienia w rodzaju Cryptocercus i niższych termitach wygląda tak samo. W komorze fermentacyjnej w jelicie znajdują się symbiotyczne wiciowce, krętki i bakterie, które są wolne w układzie trawiennym, zostają przytwierdzone do ścian jelita i łącznie ze stałą obsadą jelita wspólnie przetwarzają dla karaczana substancje. Występują również metanogeny i bakterie rozkładające kwas moczowy, celulozę, bakterie wiążące azot i bakterie biorące udział w biosyntezie lotnych kwasów tłuszczowych. Karaczany i termity produkują również własne celulazy, które nie są łączone z tymi produkowanymi przez mikroorganizmy. Obecność genu GHF9 dzięki któremu karaczany i termity wytwarzają swoje własne celulazy świadczy o tym, że zdolność do rozkładu celulozy pojawiła się wcześniej niż symbioza z wiciowcami. Celulazy wytwarzane przez karaczany służą do wstępnego trawienia, a celulazy wiciowców dokańczają, a ich obecność znacznie zwiększa wydajność i uważa się za niezwykle istotne szczególne w początkowych etapach budowy kolonii przez termity. Utrata bakterii rozkładających komórki tłuszczowe u termitów w linii po rozgałęzieniu z Mastotermitidae, nie oznacza, że termity nie gromadzą komórek tłuszczowych. Życie w kolonii w której z reguły jest dostępność pokarmu, powszechnie występuje kanibalizm i nekrofagia, w układzie trawiennym występują bakterie rozkładające kwas moczowy, wpłynęły na to, że gromadzenie i ponowne wykorzystywanie zapasów przez pojedynczego osobnika nie miało sensu. Karaczany z rodzaju Cryptocercus klują się nie równomiernie z ootek, co jak można się spodziewać powoduje, że najmłodsze z larw mają utrudniony dostęp do pokarmu oferowanego przez rodziców, a koszty wyżywienia larw rosną w miarę zwiększania ich liczby. W przypadku Mastotermitidae, czyli termitów, u których jaja są składane do błoniastego worka, jak i u przodków pozostałych termitów. Klucie mogło następować również nie równomiernie, a więc koszty przekazania mikroorganizmów i pokarmu dla najmłodszych musiały zostać przekazane na starsze larwy. Dzięki przejęciu tych obowiązków przez starsze larwy, samica mogła składać kolejne jaj, bez przestoju spowodowanego odchowaniem najmłodszych larw. Czynnik ten wpłynął na znacznie większą socjalizację termitów niż ma ona miejsce chociażby u Cryptocercoidae.

Opracowanie i źródła informacji

Piotr Sterna

Literatura

Bell W. J., Roth L. M., Nalepa C. A. 2007 Cockroaches Ecology, behavior, and natural history. The Johns Hopkins University Press

Liczba wyświetleń: 1178