Od gąsienicy do motyla – cudowny proces holometabolii

Udostepniam w wersji natywnej za zgoda autorki - polecam!

---

wersja do odsłuchania

Niegdyś człowiek marzył o tym aby wzbić się do lotu niczym ptak, aby spełnić to marzenie potrzebował skonstruować skomplikowane maszyny. Istnieją jednak stworzenia, które chociaż zaczynają swoje życie nie posiadając możliwości lotu, jednak zyskują tą umiejętność w sposób naturalny. Dzięki instrukcją zawartym w ich DNA przechodzą zadziwiającą metamorfozę, nazywaną holometabolią. W tym artykule opiszę ją dla was, na końcu natomiast znajdziecie kilka ciekawych linków do filmów z przedstawionym tym procesem, piosenkę edukacyjną, oraz coś dla dzieci, instrukcję jak poprzez kreatywną zabawę mogą się uczyć o motylach, zapraszam do czytania.

Stworzeniami przechodzącymi przeobrażenie zupełne czyli holometabolie są niektóre owady, a najpiękniejsze z nich to motyle i na ich przykładzie razem przyjrzymy się temu procesowi.

Życie swoje motyle rozpoczynają od wylęgającej się z jaja gąsienicy, której jedynym zajęciem jest zjedzenie jak największej ilości pokarmu, aby możliwe stało się przeobrażenie w dorosłego motyla. Gąsienice wyposażone są w zupełnie inny narząd gębowy niż dorosła forma owada. Ich silne żuwaczki które znakomicie się sprawdzają w pobieraniu pokarmu złożonego najczęściej z liści niekiedy z drewna owoców bądź miodu, stanowią silny kontrast wobec delikatnej ssawki umożliwiającej pobieranie nektaru z kwiatów jako pokarmu.

Gąsienica motyla rosnąc przechodzi około czterech wylinek, podczas których traci apetyt, przestaje wydalać, staje się leniwa, następnie zaczynając od głowy zrzucać starą, zbyt małą skórę, a z wnętrza wyłania się nieco większa gąsienica podobna do poprzedniej.

Nieliczne tylko gatunki nieco różnią się również w każdym stadium larwalnym. Po przejściu wylinki ponownie zaczyna pochłaniać ogromne ilości pokarmu. Gdy nabierze już odpowiedniej masy przechodzi kolejną przemianę. Tym razem celem jest przebranie formy dorosłej zwanej Imago.

Gąsienica tak jak poprzednio przestaje jeść wydalać oraz nieruchomieje, jednak tym razem zamiast nowej gąsienicy, po wylince możemy zaobserwować zupełnie inną postać. Jest nią poczwarka i w tej całkowicie z zewnątrz nieruchomej w formie można już się dopatrzeć zarysów ciała motyla, choć w środku jeszcze go tam nie ma.

To co się dzieje wewnątrz jest najbardziej niesamowitym procesem który można sobie wyobrazić. Niemal całe ciało gąsienicy rozpuszcza się, po to aby z niepozornych zgrupowań komórek, pozostających dotąd zupełnie bez zmian, zwanych dyskami imaginalnymi, mogło zacząć formować się ciało motyla. Z gąsienicy zostaje tylko niewielka część, jest to układ nerwowy i część układu wydzielniczego hormonów, oraz systemu tchawek niezbędnych do pobierania tlenu w czasie metamorfozy. Reszta tworzy się od nowa.

Gdy cały ten proces dobiegnie końca skórka poczwarki pęka, a ze środka wyłania się przepiękny motyl, zupełnie niepodobny do gąsienicy z której powstał. Głowa jest wyposażona zupełnie inny rodzaj aparatu gębowego jakim jest ssawka, a sam owad posiada zdolność lotu.

Po wyjściu z poczwarki zmięte skrzydła są rozprostowane, dzięki pompowanej do nich hemolimfie, czyli „krwi” owadów. Gdy wyschną zwierzę jest zdolne do lotu.

Każda z przemian zapoczątkowana jest dzięki specjalnym hormonom jeden z nich nazywa się ecdyson, jest hormonem który zapoczątkowuje wszystkie wylinki oraz przemianę z gąsienicy w poczwarkę i z poczwarki w imago. Gdyby jednak działał tylko on, maleńka gąsienica Stałaby się imago już przy pierwszej wylince. Nie dzieje się tak ponieważ na początku działa jego antagonista czyli hormon juwenilny, którego produkcja dopiero pod wpływem określonych czynników zewnętrznych, zostaje zahamowana, umożliwiając przekształcenie gąsienicy w dorosłego motyla.

Czynniki te są indywidualnie zaprogramowane w zależności od gatunku motyla. Istotną rolę odgrywają długość dnia, oraz temperatura. Pomaga to przetrwać zimę dzięki regulacji stadium w jakim zimuje określony gatunek – motyl przystosowany do zimowania w formie poczwarki, przekształca się w nią w odpowiedniej porze, tak samo i motyl przystosowany do przetrwania w formie jaj składa je w odpowiedniej porze, właśnie dzięki regulacji cyklu życia przy pomocy czynników zewnętrznych, wpływających na poziom wydzielania tych hormonów.

Umożliwia to również – u niektórych gatunków – dymorfizm sezonowy polegający na odmiennym wyglądzie motyla w zależności od pokolenia z którego pochodzi dany osobnik. Często w ciągu sezonu występuje kilka pokoleń dorosłych motyli.

Uzyskanie przewagi ecdysonu nad hormonem juwenilnym powoduje przekształcenie w poczwarkę a następnie w Imago.

Zależność tę można w prosty sposób samodzielnie zaobserwować hodując gąsienice w kontrolowanych parametrach środowiskowych gdzie długi dzień ma ponad 12 godzin oświetlenia na dobę tak jak to się dzieje wczesnym latem. Łatwość hodowli niektórych gatunków motyli sprawia że poradzi sobie z tym nawet dziecko.

Proces całkowitej przemiany jakiej podlegają owady jest prawdziwym cudem. Równocześnie niesamowity, jak i bardzo pospolity, bo przecież podlega mu wielka różnorodność tych wspaniałych sworzeń. Świat bez motyli nie tylko straciłby ważnych zapylaczy, ale również wiele, wiele piękna które zawsze pozostanie nie do zastąpienia. Dlatego warto chronić je, nie tylko poprzez popieranie inicjatyw podejmowanych przez organizacje, ale również we własnym zakresie, a nie jest to trudne. Wystarczy bardzo niewiele, bo tylko zaplanować w ogrodzie lub na balkonie, czy nawet w skrzynce na oknie miejsce do posadzenia kwiatów, będących dla nich źródłem pokarmu.

A teraz zapraszam do obejrzenia kilku filmów:

W zabawnej animowanej formie, powtórka informacji z artykułu

Metamorfoza motyla monarcha

Zrodlo:

https://eprzyrodawpolsceinaswiecie.wordpress.com/2019/11/06/74/

Do prelekcji dodaje kilka zrodel naukowych i wyjasnien:

http://www.zmescience.com/research/caterpillar-butterfly-metamorphosis-ct-3d-scan-65054/

Chociaz uczeni coraz lepiej pojmuja istote funkcji i przebiegu roznych rodzajow przeobrazenia zupelnego u owadow, to czym wieksza wiedza na ten temat, tym wieksza jest dla nich tajemnica geneza tego zjawiska.

Nie maja pojecia, jakimi drogami moglo ono wyewoluowac, poniewaz caly proces przypomina linie produkcyjna, ktora nie moze byc niekompletna na zadnym z etapow. Innymi slowy obowiazuje w tym przypadku zasada: wszystko albo nic!

Jedna z nieudolnych hipotez, ktorej zadaniem mialo byc wyjasnienie neodarwinowskiej genezy holometabolii:

http://www.scientificamerican.com/article/insect-metamorphosis-evolution

How Did Insect Metamorphosis Evolve?

The evolution of metamorphosis remains somewhat mysterious, but biologists have gathered enough evidence to plausibly explain its origins.

Opowiesc ta jest kopiowana od lat przez roznych entymologow, co dowodzi, ze wszelkie rozwazania na temat ewolucyjnej genezy przeobrazenia zupelnego nie tylko nie przekroczyly granic imaginacji, ale tez tego, ze oscyluja one od lat w tym samym martwym punkcie. Tutaj w jezyku polskim:

https://slawekp7.files.wordpress.com/2012/04/ewolucja-metamorfozy-u-owadc3b3w.pdf

W skrocie:

"Stadium poczwarki prawdopodobnie powstało w kilku grupach owadów niezależnie od siebie i na różnej drodze. Znajomość tego zagadnienia, jak na razie, nie wyszła poza stadium hipotez.

Jedna z nich mowi, że owady zwiększając płodność zaczęły produkować jaja z mniejszą ilością zapasow. To zmusiło wcześniejsze stadia zarodkow do opuszczenia chorionu.

Zgodnie z tą hipoteza z etapu zarodka polipodialnego wyprowadza się gąsienicę, natomiast z etapu oligopodialnego wyprowadza się larwy typowe np. dla chrząszczy.

Rozwoj rozciągnął się w czasie i w ktorymś momencie należało się pozbyć przystosowań larwalnych i przejść do dorosłego trybu życia. Tę funkcję spełnia poczwarka."

Czego konkretnego sie dowiedzieliscie? :)