Naukowiec z UR w Krakowie: każda gradacja korników zaczyna się od nielicznych, ale skutecznych "kolonizatorów"

Aktywny lot jest jednym z najbardziej efektywnych sposobów przemieszczania się. Jednak każdy inżynier pracujący w przemyśle lotniczym zgodnie przyzna, że stworzenie wydajnej maszyny latającej wiąże się ze zużyciem dużej ilości zasobów i energii. Dokładnie z tym samym problemem musiały zmierzyć się zwierzęta, aby przełamać siłę grawitacji i wzbić się w przestworza. Choć pierwsze owady wzbiły się w powietrze już około 350 mln lat temu, to jednak - podobnie jak w przemyśle lotniczym - wraz z upływem czasu dochodziło do znacznych modyfikacji i udoskonaleń aparatu lotnego tych zwierząt. Wyjątkową modyfikację aparatu lotnego można zaobserwować m.in. u chrząszczy.

"Jeśli przyjmiemy, że miarą sukcesu ewolucyjnego jest liczba gatunków, to chrząszcze są niekwestionowanymi zwycięzcami tego wyścigu. Uważa się, że przekształcenie pierwszej pary skrzydeł w twarde, ochronne pokrywy było kluczową adaptacją wpływającą na ogromny sukces tej grupy zwierząt" – tłumaczy dr inż. Jakub Goczał z Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie, zajmujący się badaniem czynników wpływających na ewolucję morfologii funkcjonalnej zwierząt.

Posiadanie dużych skrzydeł i silnych mięśni wprawiających je w ruch pozwala pokonywać duże odległości w krótkim czasie, a to z kolei znacznie ułatwia ucieczkę przed drapieżnikiem, znalezienie pokarmu czy partnera. Jednak w obliczu ograniczonych zasobów zgromadzonych w stadium larwalnym, osobnik musi „zdecydować” ile należy zainwestować w rozwój aparatu lotnego, a ile w inne układy np. rozrodczy. W przyrodzie nie ma nic za darmo – wyjaśnia naukowiec.

Dlatego też skrzydła zanikły u części pierwotnie uskrzydlonych owadów, dość często zdarza się również, że występują one wyłącznie u samców, ponieważ samice rezygnują z nich na rzecz inwestycji w produkcję większej liczby jaj. Występowanie tak różnych strategii wiąże się w tym przypadku ze zjawiskiem określanym w biologii jako kompromis reprodukcyjno–dyspersyjny (ang. dispersal–reproduction trade-off).

Wśród chrząszczy szczególnie kornikowate stanową interesującą grupę do badania kompromisu reprodukcyjno–dyspersyjnego - zaznacza dr Goczał w informacji przesłanej PAP. Wiele gatunków tych niewielkich owadów charakteryzuje się niezwykłymi fluktuacjami liczebności populacji. Największe gradacje, czyli masowy pojaw korników, mogą obejmować gigantyczne obszary, np. niedawna gradacja kornika Dendroctonus ponderosae w Ameryce Północnej objęła obszar równy połowie powierzchni Polski. Jednak po pewnym czasie zasoby pokarmowe się kończą, a gradacja stopniowo się załamuje, co wiąże się z gwałtownym spadkiem liczebności korników.

Z jednej strony istnieje silna presja selekcyjna na maksymalizacje produkcji jaj w okresie rozwoju gradacji, z drugiej zaś strony znalezienie i dotarcie do odpowiedniego do zasiedlenia drzewa, kiedy większość została już wcześniej „zjedzona” doszczętnie przez współtowarzyszy jest równie ważne w przypadku korników – dodaje badacz.

Dlatego też - jak tłumaczy - u niektórych gatunków korników doszło do wykształcenia bardzo radykalnej strategii. Samica składa pod korą kilkaset jaj z których wykluwa się kilkadziesiąt samic i raptem jeden, dwa samce. Samce w tym przypadku nie posiadają skrzydeł ani też mięśni je napędzających, dlatego w ogóle nie opuszczają żerowiska. Ich jedyną rolą jest zapłodnienie własnych sióstr, które z kolei bardzo dobrze latają i mogą zasiedlić kolejne drzewa. Co ciekawe, zarówno samce jak i samice innych, blisko spokrewnionych gatunków inwestują w potężne mięsnie i skrzydła oraz są zdolne do zarówno aktywnego jak i pasywnego „szybowcowego” lotu nawet na odległość kilkudziesięciu kilometrów.

Inną ciekawą strategią występującą u korników - dodaje ekspert - jest strategia „pionierskiej płci”, kiedy to jedna płeć jest bardziej dyspersyjna i aktywnie szuka odpowiednio drzewa, aby po dotarciu do niego zacząć emitować feromony przyciągające płeć przeciwną lub też obie płci tego samego gatunku. Z czego wynika takie zróżnicowanie strategii życiowych korników? Na razie nie wiadomo.

Dr Jakub Goczał wraz z zespołem zbada czynniki, które wpływają na ewolucję morfologii związanej z lotem u dużej grupy korników. Badania planowane są w ujęciu światowym, z uwzględnieniem gatunków o dużym znaczeniu ekonomicznym, jak i tych niewyrządzających szkód. "Chcemy odpowiedzieć na pytanie, jak strategia reprodukcyjna, filogeneza, czynniki ekologiczne oraz ograniczenia fizyczne wpływają na ewolucje potencjału dyspersyjnego korników. Nasze badania pomogą lepiej zrozumieć dynamikę dyspersji tych zwierząt, co może się w przyszłości przełożyć na opracowanie bardziej skutecznych metod ograniczenia nadmiernego rozwoju ich populacji. Każda, największa nawet gradacja, rozpoczyna się bowiem zawsze od skutecznej kolonizacji niewielkiej grupy drzew przez wysoce dyspersyjne osobniki" – wyjaśnia dr Goczał, kierownik projektu „Ewolucja potencjału dyspersyjnego u korników”. Projekt będzie realizowany na Wydziale Leśnym UR w Krakowie z grantu NCN w ramach programu Opus 20.

Nauka w Polsce - PAP

zan/