Jak se hmyz naučil létat?  
Změna názoru na pozoruhodnou karbonskou fosilii přináší důkazy o prvohorních kluzácích z říše hmyzu.



 

Zvětšit obrázek
Fosilie karbotriplury. Kredit: Karel Řepa.

Hmyz je na naší planetě mimořádně úspěšnou skupinou s miliony druhů všemožných forem. Za tento úspěch vděčí do značné míry svým leteckým schopnostem. Jak ale hmyz ke svým křídlům a schopnosti létat vlastně přišel, zůstává stále nejasné. Podle toho, co víme, by hmyz prvním organismem, který si užíval blaho aktivního letu, dávno před pterosaury, ptáky a netopýry.

 

Zvětšit obrázek
Spoluautorem studie je Pavel Sroka z Entomologického ústavu BC AV ČR. Kredit: P. Sroka, ENTÚ BC AV ČR.


Vznik křídel byl u hmyzu podle všeho jednorázovou událostí, nevznikla tedy vícekrát nezávisle u různých evolučních hmyzích linií. Celá skupina křídlatého hmyzu (Pterygota) je podložena slušně spolehlivým počtem morfologických i molekulárních znaků. Otázkou zůstává, jak a kdy v historii ke vzniku křídel vlastně došlo. Jak už to bohužel často bývá, pokusy o odpověď narážejí na chronickou neúplnost fosilního záznamu. A to je děsivá choroba. Jisté je, že z období karbonu už máme zkameněliny velkého množství druhů s plně funkčními křídly. Kde se ale vzaly? Ke vzniku křídel očividně muselo dojít už dřív, z období devonu se však dochovalo jen minimum fosilií, natož aby byly perfektně srozumitelné.


 

Zvětšit obrázek
Carbotriplura kukalovae. Kredit: Karel Řepa.

První hmyz, u něhož lze s jistou nadsázkou uvažovat o křídlech, je znám z devonu, z doby před asi 400 miliony let. Jedná se o druh Rhyniognatha hirsti, fosilie je to ovšem velmi mizivá, v podstatě se dochovala jen část hlavy s kusadly. A právě kusadla se shodují s kusadly křídlatého hmyzu, lze tedy s určitou dávkou odvahy předpokládat, že ryniognata už křídla měla. Jaká to ale byla křídla, o tom nemáme ani tušení. V minulosti se objevilo několik teorií o vzniku hmyzích křídel. V zásadě se dá shrnout, že jedna z teorií počítá se vznikem křídel z plochých rozšířených okrajů hrudních článků, což je paranotální teorie, další pak s postupnou přeměnou vnějších větví končetin, čili epipoditová teorie.


Zajímavé rozruch do debat o původu hmyzích křídel přineslo nedávné studium karbonské fosilie druhu Carbotriplura kukalovae. Je to takříkajíc naše domácí záležitost, protože jde o nález ze středočeského lomu, kde ho v osmdesátých letech objevil amatérský sběratel nerostů. Není to žádný drobeček, ale pořádný kus hmyzu s délkou těla přes 10 centimetrů. Fosilie by původně popsaná jako larva obrovské jepice druhu Bojophlebia prokopi, s poněkud děsivým rozpětím křídel kolem 30 centimetrů. Nebylo to až tak nepochopitelné, tahle jepice totiž byla nalezena v nedaleké těžební šachtě. A tak byly obě dotyčné fosilie určeny jako larva a dospělec jediného druhu, na základě podobné velikosti a těsné blízkosti míst nálezů.


 

Zvětšit obrázek
Bývalá jepice Bojophlebia prokopi. Kredit: Arnold H. Staniczek.

Už pár let po uveřejnění popisu se ale objevili odborníci, kterým se na tom něco nezdálo. Podle nich dotyčné fosilie nemají, kromě přibližně podobné velikosti a míst nálezů, prakticky nic společného a údajná larva je ve skutečnosti spíše něco jako rybenka, přízračný bezkřídlý hmyz, důvěrně známý z našich domovů. Fosilie byla tedy diskrétně přesunuta k rybenkám a přejmenována na Carbotriplura kukalovae. Mimochodem, i dospělá jepice nakonec vlastně vůbec není jepice, ale to už je zase jiný příběh ...

Pokud jde o bývalou larvu, od původního popisu ji nikdo pořádně nestudoval a i zmíněný přesun k rybenkám proběhl jenom na základě zhodnocení černobílé fotografie v původní publikaci. A to bývá úrodná půda pro zajímavé objevy. Nedávno se objevila nová, překvapivá interpretace tohoto tvora. Na studii spolupracovali vědci z Entomologického ústavu BC AV ČR a Přírodovědného muzea v německém Stuttgartu. Vyšlo najevo, že by se mohlo jednat o zástupce skupiny sesterská, tedy blízce příbuzná křídlatému hmyzu, tedy o evoluční mezičlánek mezi primárně bezkřídlými rybenkami (Zygentoma) a křídlatým hmyzem (Pterygota).


Karbotriplura totiž vlastní velmi unikátní kombinaci morfologických znaků, která vylučuje jak její zařazení mezi chvostnatky (Archaeognatha) či rybenky, tak i hodnocení jako nějaké larvy či druhotně bezkřídlého zástupce křídlatého hmyzu. S křídlatým hmyzem přitom karbotriplura sdílí několik možných evolučních novinek, z čehož lze vyvodit jejich těsný evoluční vztah. Vědci tudíž neváhali a udělali z karbotriplury hrdého zástupce samostatné skupiny Carbotriplurida, která by měla být sesterskou všemu křídlatému hmyzu.


Na karbotripluře jsou pozoruhodné především destičkovité útvary po stranách těla, jak u hrudních, tak i u zadečkových článků. Ty byly původně pokládány za křídelní pochvy (na hrudních článcích), a za plátky tracheálních žáber (na zadečkových článcích). Jenže, hrudní výběžky jsou na křídlaté pochvy malé, mají divný tvar a nemají žilnatinu. Podobné křídelní pochvy mají jenom ty úplně nejmladší larvičky. Jestli by to doopravdy byly ony, tak by vajíčka karbotriplury musela mít velikost křepelčího vejce, což je i na gigantický karbonský hmyz přeci jen trochu moc. Destičkové útvary po stranách zadečku zase postrádají kloubní připojení typické pro tracheální žábry. Na karbotripluře také nejsou k nalezení žádné vyložené adaptace pro život ve vodě, lze tedy docela rozumně předpokládat, že žila spíše na souši.


Zdá se, že šlo spíš o paranota, tedy boční destičkové vychlípeniny tělních segmentů. Pak je samozřejmě otázka, k čemu jsou. V minulosti byly publikovány teoretické studie o tom, jak by mohl vypadat předek křídlatého hmyzu, který by používal paranotální výběžky k plachtění vzduchem. A tyhle obrázky se vlastně od karbotriplury až tak moc neliší. Mohlo něco takového skutečně plachtit vzduchem? Její "protokřídla" působí na první pohled příliš skromně. Na druhou stranu, dnes žijící stromové chvostnatky výtečně plachtí i s menšími paranoty.


Podle paleobotaniků karbotriplura obývala bažinatou krajinu s bujnou dvacetimetrovou vegetací. Takový hmyz se mohl snadno pohybovat po kmenech tehdejších dřevin a unikat predátorům pomocí rafinovaného pádu vzduchem. Nebyl to asi nijak zázračný let a karbotriplury zřejmě plachtily strmě k zemi. Nicméně své klouzání asi zvládaly do jisté míry řídit a a tahle jejich schopnost se postupně zdokonalovala …


Systematic Entomology online 12. 5. 2014.
(redakčně upraveno)

Autor: Pavel Sroka
Datum: 26.05.2014 22:20
Tisk článku

Hmyz -
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 299 Kč
cena: 254 Kč
Hmyz

Související články:

Milostná píseň ze střední jury     Autor: Vladimír Socha (10.02.2012)



Diskuze:

?

Petr Kocourek,2014-05-28 19:25:11

Ano, je možné, že za svoji schopnost létání vděčí hmyz hlavně rostlinám; poskakování z kamene na kámen zřejmě není nijak velkou motivací. Avšak nešlo o pouhý únik před predátorem, ale hlavně o potravu, které byl na zemi vzhledem k prudkému rozvoji rostlin nedostatek.
Nakonec, evoluci v létání můžeme sledovat v přímém přenosu: pro některé druhy ryb je zase hmyz tak velikým lákadlem, že za ním vyskakují z vody; není tedy vyloučen vznik létajících ryb (např.pstruhů) na našich potocích. Ovšem předpokladem je, smozřejmě, dostatečný nedostatek potravy, tedy ještě větší míra znečištění.
Směřuji tedy k hlavnímu smyslu evoluce: umožnit nám zdánlivě nemožné, tedy přežít v každém prostředí a za všech okolností. Na tento dokázaný fakt bych proto spoléhal i v případě naší naprosto neopodstatněné a přehnané péče o přírodu, která se o sebe a tím i o nás dokáže postarat. Ale je to zase jen o víře.

Odpovědět


Helen Čiči,2014-05-31 08:20:28

Myslím si, že evoluce měla směřovat úplně jinam, než si vyskakovat do vzduchu nebo nedejbože létat ke hvězdám. Všechna zvířata včetně hmyzu se měla sjednotit v jedno jediné, všestranně rozvinuté. K čemu je mnohost druhů, když mezi sebou navzájem soupeří převážně o potravu, jíž jsou opět tentokrát slabší zvířata? Kdyby bůh stvořil jen jedno jediné, dokonalé Zvíře, celá historie světa se mohla vyvíjet jinak. Nemuseli bychom dnes řešit války o zdroje a území. Žili bychom ze svitu Slunce a Měsíce, a v klidu a pohodě mohli meditovat o smyslu toho všeho tady, a celého Vesmíru.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace