Jak se rodí cikáda?

Na Zemi existují živé organismy, jejichž život je mnohem neobvyklejší a úžasnější než cokoli, co kdy napadlo spisovatele sci-fi.

16.06.2013, ne, 14:54, moskevského času

Ve Vesmíru je mnoho podivných věcí, ale možná nejúžasnější a nejpodivnější věc je život, který se zrodil a rozvinul na naší planetě. Tento život mění tvar, pohlaví, stanoviště, transformuje se, cestuje časem a dělá stovky dalších „bláznivých“ věcí.

Cikáda – skok z minulosti do budoucnosti

Malý hmyz, cikáda, se vyskytuje na východě Severní Ameriky. Někdy je jich tolik, že televizní pořady ukazují „hororové“ zprávy s tisíci cikád doprovázenými slovy „invaze hmyzu“. Ale důvod takových invazí je opravdu neobvyklý.

Cikády magicada se líhnou z vajíček a zavrtávají se do půdy, kde se líně pohybují, pijí mízu ze stromů a pomalu rostou. Po 13 nebo 17 letech vylézají dospělé cikády na povrch, kde žijí pouze měsíc, který stráví hledáním „lásky svého života“. Cyklus života se pak znovu opakuje s další generací.

Cikády čekají celý život, než budou žít.

Proč příroda vymyslela tak zvláštní životní cyklus, když se ukázalo, že cikáda protahuje bezmocné „dětství“ po zbytek svého života a ponechává jen okamžik pro dospělý život? Jde skutečně o bezprecedentní případ a vědci se domnívají, že jde o unikátní obranný mechanismus. Žádný predátor nemůže čekat 13–17 let do dalšího jídla, což znamená, že neexistují žádní predátoři, kteří by se specializovali na cikády. Proto, když se cikády dostanou na povrch, je jich tolik. Je to vskutku originální způsob, jak zachránit druh před vyhubením, ale nemilosrdný k „osobnímu životu“ a rozvoji cikád – obecně zde může najít téma k diskusi i filozof.

Mimozemšťan převezme kontrolu nad mozkem

Četné klišé filmy nám vyprávějí o fiktivních mimozemšťanech, kteří přebírají lidská těla a ovládají je jako figuríny. Pro takové příběhy ale nemusíte létat do jiných hvězdných systémů: podobní „únosci těl“ žijí i na Zemi.

Toxoplasma je jedním z nejznámějších parazitů, kteří mohou ovládat chování oběti.

Jedním z nejznámějších příkladů je toxoplazma. Je to prvokový parazit, který žije hlavně u koček, psů a dalších savců včetně lidí. Parazit má jednu vlastnost – mění chování hostitelské oběti. Například toxoplasma způsobuje, že se potkan nebojí, ale miluje kočičí pach – parazit tak doslova naláká potkana do kočičí tlamy a dostane příležitost přestěhovat se k novému majiteli. Jak se to stane, je stále neznámé, ale vědci se domnívají, že toxoplazma vyvolává produkci dopaminu „za odměnu“, takže pokud svého mazlíčka začnete příliš milovat, nebuďte líní nechat se vyšetřit na toxoplazmózu. Stojí za zmínku, že existují celé teorie, které spojují život společnosti s množstvím případů toxoplazmózy. Jinými slovy, někteří vědci tvrdí, že s nárůstem infekce populace parazitem se zvyšuje počet trestných činů, zhoršují se ekonomické ukazatele, zvyšuje se sociální napětí, zvyšuje se počet psychóz a sebevražd.

Přeměna v ženu na objednávku

Klaun jsou hermafroditi, ale s jedinečnou vlastností.

Mezi chapadly sasanky se schovala klaunská ryba

Obvykle samec klaunů a pouze jedna samice žijí v podvodním „domě“ uvnitř živé sasanky. Pokud se samici něco stane, pak jeden ze samců změní pohlaví a změní se v samici. S pomocí neobvyklého hormonálního mechanismu se tak spolehlivě udržuje úžasný matriarchát.

Úhoři jdou jinou cestou

Všechny migrující ryby se řídí stejným pravidlem: narodí se ve sladké vodě, plavou do moře, žijí tam a znovu se vracejí do sladké vody, aby se rozmnožily. Migrující úhoři však řád „zkazí“ a dělají opak. Rodí se v moři tisíce kilometrů od nejbližšího břehu a začínají dlouhou cestu k pobřeží. Kupodivu asexuální, malí, jen na prst dlouzí úhoři plavou ke vzdálenému cíli, doplouvají až k ústím řek a nakonec si „vyberou“ pohlaví a stávají se samicemi a samci. Úhoři se poté pohybují proti proudu a svůj dospělý život tráví v čerstvých řekách a potocích. O několik let později se stěhují zpět na moře a cestují tisíce kilometrů, aby pokračovali ve své linii.

Úhoři žijí zvláštní životy

Jak si úhoři nacházejí cestu na tak obrovské vzdálenosti? Jak tělo úhoře určuje jeho pohlaví? Proč tak složitý životní cyklus a cestování na tak obrovskou vzdálenost? Na tyto otázky stále neexistuje spolehlivá odpověď.

Symbióza a vnitřní krmná komora mloků

V přírodě existuje mnoho organismů žijících v symbióze, to znamená, že si navzájem pomáhají přežít a rozmnožovat se. I v našem těle každá z buněčných struktur pocházela z organismů, které před miliardami let navázaly vzájemně výhodnou spolupráci v rámci primitivních mnohobuněčných organismů. Také uvnitř nás je mnoho symbiontních bakterií, jen ve střevech jich je 1000 druhů, 10x více než naše vlastní buňky.

Neobvyklých příkladů symbiózy v přírodě je ale více. Například mlok skvrnitý žije z řas, které kvetou v jeho těle.

Řasy žijí uvnitř mloků a poskytují jim potravu a kyslík.

Mlok skvrnitý klade vajíčka, uvnitř kterých jsou kromě samotného embrya unášené řasy (zřejmě se tam dostávají z těla matky). Tyto řasy dosud neznámým způsobem pronikají do tkání embrya a vstupují s ním do symbiózy. Řasy žijí v tkáních mloka a živí se dusíkem a na oplátku poskytují zvířeti kyslík a živiny. Řasy se nacházejí v celém těle mloka, i když většina z nich je soustředěna v blízkosti gastrointestinálního traktu, kde je dusík nejhojnější.

Vědci tuto úžasnou symbiózu ještě plně neprostudovali. Je obtížné pochopit, jak řasy žijí uvnitř mloků a jak je udržována rovnováha nezbytná pro společné přežití těchto dvou druhů. Ukazuje se, že kromě úžasné regenerace mají mloci i další jedinečnou vlastnost: pomocí symbionta vlastně přeměňují odpadní látky těla na potravu a kyslík. Doufejme, že v budoucnu si lidé budou moci tyto nesmírně užitečné schopnosti „vypůjčit“ od mloků.

Motýl – pán civilizací

Životní cyklus motýla Phengaris alcon je tak složitý, že by mohl být námětem na strhující akční román. Motýl je schopen podrobit si jeden z nejorganizovanějších systémů v přírodě – kolonii mravenců.

Butterfly promění mravence v chůvy

Housenky motýlů vylučují mravenčí feromony, které napodobují chemikálie uvolňované larvami mravenců. Výsledkem je, že mravenci udělají chybu a začnou se starat o housenky a ignorují své vlastní potomky. Phengaris alcon tak poskytuje svým potomkům péči na úkor ostatních: jeho housenka žije v mraveništi řadu měsíců, dokud se nepromění v motýla. Tím ale příběh nekončí.

Vosy Ichneumon eumerus se naučily využívat jedinečnou schopnost housenek Phengaris alcon. Pokud vosa objeví uvnitř mravenčí kolonie housenku motýla, přispěchá dovnitř a rozpráší speciální látku, která mravence přivádí k šílenství, což způsobí, že se navzájem napadnou. Díky vzniklému rozruchu nakladou vosy vajíčka do housenky. Vosí larvy se živí housenkou a vosí matka se nemusí bát o bezpečnost potomků – v mraveništi jsou pod spolehlivou ochranou. Následně se z housenky nevylíhne motýl, ale vosa.

Není jasné, co je chytré

Slizák (Myxomycetes) patří k nejjednodušším druhům života, ale vědci se nerozhodli, jak ho zařadit, a zatím považují slizovku za organismus podobný houbě. Slizovka je slizká hmota, která se skládá z jedné velké mnohojaderné buňky nebo mnoha jednobuněčných organismů, které se mohou živit bakteriemi. Slizové plísně jsou vidět například na starých shnilých kmenech stromů.

Podivný sliz je příliš chytrý na tak primitivní formu života

Zdálo by se, co by mohlo být zajímavého na hlenu? Ale pokud se vyzbrojíte mikroskopem a trpělivostí, můžete vidět, že hlen žije velmi složitým a neobvyklým životem. Slizovci se kupodivu potulují po potravě, i když velmi, velmi pomalu. Když dojde potrava v jejich biotopu, slizni se „evakuují“ velmi originálním způsobem: jednobuněčné organismy se shromáždí a protáhnou se do dlouhého stonku, na jehož konci je vak pevně vycpaný jednobuněčnými prvoky- spory. Když pytel praskne, výtrusy se vysypou a jsou unášeny větrem. Výtrusy jsou velmi houževnaté a v suchém prostředí se dají skladovat desítky let. Slizovci jsou překvapivě schopni vykazovat složité chování, jako je výběr výživnějších potravin a dokonce nalezení nejkratší cesty z bludiště.

Vše výše popsané je jen nepatrná a možná ani ta nejúžasnější část rozmanitosti života. Naše planeta ukazuje, jaké neuvěřitelné nástroje a chování může evoluce vymyslet. Biologové zkoumají živý svět stovky let, ale dosud byla prozkoumána pouze malá část jeho tajemství.

Vladimír Nikitin

Jsem si jist, že většina členů komunity tento druh dobře zná, zdá se, že má nejdelší životní cyklus ve světě hmyzu (a určitě jeden z nejúžasnějších!). Nicméně za prvé může být pro někoho novinkou, že na planetě Zemi žije hmyz, který stráví 17 let svého života v zemi, v larválním stádiu, a pak jen na pár dní vyjde na svět a promění se v dospělý hmyz, najdou si pro sebe páry, podaří se jim „zasít“ další vlnu budoucích cikád a zemřít. Za druhé, ti, kteří o tom vědí, možná uvidí něco nového nebo alespoň pro sebe zajímavého v níže citovaných videích.

(text níže převzat zde)
Severoamerická cikáda septemdecim je pozoruhodná tím, že její vývojové období trvá 17 let, poté se tento hmyz současně objevuje v neuvěřitelném množství.

Prvočísla se nacházejí také v přirozeném světě. Periodické cikády, známé jako Magicicada septendecim, mají nejdelší životní cyklus ze všech druhů hmyzu. Jejich život začíná v podzemí, kde larvy trpělivě sají mízu z kořenů stromů. A teprve po 17 letech čekání se dospělé cikády vynoří ze země, shromáždí se v obrovských rojích a na nějakou dobu zaplní vše kolem. Během několika týdnů se páří, nakladou vajíčka a poté zemřou.

Biology pronásleduje otázka, proč je životní cyklus cikád tak dlouhý? Má pro životní cyklus nějaký význam, že jeho trvání je vyjádřeno v prostém počtu let? Další druh, Magicicada tredecim, se rojí každých 13 let. To naznačuje, že délka životního cyklu, vyjádřená jako prostý počet let, dává druhu určité evoluční výhody.

Podle jedné teorie má cikáda parazita, který má také dlouhý životní cyklus. Cikáda se přirozeně snaží parazita zbavit. Pokud má parazit životní cyklus trvající řekněme 2 roky, pak má cikáda tendenci vyhýbat se životnímu cyklu, jehož trvání v letech je děleno 2, protože jinak by se cikáda vynořující se ze země a parazit pravidelně setkávali. Podobně, pokud by parazit měl životní cyklus 3 roky, cikáda by měla tendenci vyhýbat se životním cyklům, které byly násobkem 3 let. Proto, aby se zabránilo překrývání s parazitem, nejlepší strategií pro cikádu by bylo mít životní cyklus, který trval jednoduchý počet let. Vzhledem k tomu, že žádné celé číslo (kromě 1 a 17) nedělí číslo 17, Magicicada septendecim se se svým parazitem setká velmi zřídka. Pokud je délka životního cyklu parazita 2 roky, pak se s ním cikáda setká pouze jednou za 34 let a pokud je délka životního cyklu parazita delší, např. 16 let, pak k jeho setkání s cikádou dochází pouze jednou za 272 (= 16 17) v roce.

„Pomsta“ za parazita je možná pouze ve dvou případech: s jeho ročním životním cyklem a s životním cyklem trvajícím 17 let. Je však nepravděpodobné, že parazit přežije 17 po sobě jdoucích generací, protože prvních 16 generací nebude mít na kom parazitovat. Na druhou stranu, aby bylo dosaženo 17letého životního cyklu, musí generace parazita ve své evoluci projít 16letým životním cyklem. To by znamenalo, že v určité fázi evoluce by se parazit a cikáda nepotkali 272 let! V obou případech přispívá k přežití cikády dlouhý životní cyklus trvající jednoduchý počet let.

Možná právě proto nebyl notoricky známý parazit nikdy nalezen! V závodě o přežití s ​​cikádou se zdálo, že parazit neustále prodlužuje délku svého životního cyklu, dokud nenarazí na hranici 16 let. Poté se parazit nemohl setkat se svou obětí 272 let a během této doby vyhynul. Výsledkem byla cikáda s životním cyklem 17 let. Potřeba delšího životního cyklu cikády již nebyla nutná, protože parazit již neexistoval.

Výňatek z filmu BBC s komentářem Sira Davida Attenborougha:

Film s anglickými titulky:

Amatérský film o invazi cikád v roce 2007:

***
Kromě typu cikád se 17letým cyklem existují, jak již víte, cikády s 13letým cyklem. Webová stránka University of Michigan Zoo Museum, odkud pochází fotografie předcházející tomuto příspěvku, má stránku věnovanou těmto druhům hmyzu. Zejména je zde zajímavý nápis obsahující „rozpis povinností“ různých „vln“ cikád. Každá vlna má svůj vlastní (13letý nebo 17letý) cyklus a svou vlastní geografii. Pravidelně se tedy objevují periodické cikády, nikoli však ročně. Právě letos budou zřejmě obyvatelé Severní Ameriky ochuzeni o potěšení (i když pro některé velmi pochybné) sledovat další masový výskyt tohoto hmyzu. Tato stránka obsahuje také fotografie cikád pořízených v různých fázích jejich životní cesty a obsahuje také spoustu zajímavých faktů. Ještě jednou, pardon, v angličtině.

Pokud jsem pochopil, ostatní kontinenty mohou tento zázrak pozorovat pouze prostřednictvím videozáznamů? Nebo se již periodické cikády rozšířily na další kontinenty?