12. díl - Příčiny úspěchu II.

Druhý článek na téma úspěchu hmyzu se zaměří na jeho schopnost letu a vysoký rozmnožovací potenciál.

Let

Hmyz je jedinou skupinou bezobratlých živočichů, která umí létat. Soudě podle fosilních nálezů získal hmyz tuto schopnost asi před 300 miliony lety, tedy téměř 100 milionů let předtím, než se objevili první létající plazi. Létání dalo hmyzu vysoce účinnou možnost úniku před predátory, kteří obývali tehdejší krajinu. Byl to také účinný způsob přepravy umožňující rychlejší obsazování nových prostředí a využívání nových zdrojů.

Síly přírodního výběru učinily z hmyzího letu pozoruhodně účinný proces uplatňující principy aerodynamiky, kterým naši inženýři dodnes plně neporozuměli. Ačkoli metabolické náklady letu (kalorie na jednotku vztlaku) jsou podobné jako u ptáků a netopýrů, svaly hmyzu pohánějící křídla produkují nejméně dvakrát více síly na jednotku svalové hmoty. Takto vysoká účinnost je z velké části dána pružností hrudi – 90-95 % potenciální energie absorbované ohnutím vnější kostry je uvolněno ve formě kinetické energie při pohybu křídla směrem dolů.

Efektivní využití energie umožňuje některým druhům hmyzu překonávat značné vzdálenosti nebo setrvat ve vzduchu po dlouho dobu. Je známo více než 200 druhů hmyzu, např. noční motýli, vážky, saranče, mouchy a brouci, které migrují na velké vzdálenosti. Stěhovavá saranče Schistocera gregaria může letět bez přestávky až 9 hodin. Velká hejna někdy přeletí Středozemní moře. V Severní Americe migrují motýli Monarchové stěhovaví (Danaus plexippus) z míst, kde se vyvíjejí housenky, na zimoviště v Kalifornii a Mexiku. V kanadském Ontariu by zaznamenán jedinec, který byl o čtyři měsíce později nalezen v Mexiku, 2800 km od místa narození.

Rychlost a schopnost manévrovat jsou vlastnosti obvykle spojované s vývojově pokročilejšími řády hmyzu, přesto i některé primitivnější řády (především vážky) jsou dobrými letci – mohou se vznášet na místě, otáčet na místě a dokonce i létat pozpátku nebo do strany. I některé velké druhy jsou překvapivě rychlé. Velkým vážkám z čeledi Ashnidae byla naměřena rychlost letu až 58 km/h. Pro srovnání nejrychlejší atleti běhají rychlostí jen 36 km/h.

Křídla velkých druhů hmyzu dokáží vyvinout velký vztlak. Vážky druhu Anax junius unesou v letu až 15násobek vlastní hmotnosti. Hmyz s malými křídly musí ve vzduchu mávat křídly rychleji. Některé druhy pakomárů (např. rod Forcipomyia) mávají křídly až 1000krát za sekundu, k čemuž potřebují zvláštní druh svalové hmoty, která umožňuje tak rychlé stahování a natahování svalů.

Rozmnožovací potenciál

Úspěch rozmnožování je jedním z nejdůležitějších měřítek dobré kondice organizmu. Ve hmyzích populacích obvykle samice produkují velká množství vajíček (vysoká fekundita čili plodivost), z nichž většina se vylíhne (vysoká fertilita čili plodnost) a životní cyklus je poměrně krátký (často jen 2-4 týdny). Tyto tři vlastnosti dohromady umožňují hmyzu produkovat ohromná množství potomků. Průměrná samice snese za život 100-500 vajíček a není neobvyklé, když jsou jich i tisíce. Královna africké termití kolonie se za 20-25 let svého života stane matkou více než milionu dělníků.

Holandský vědec Antoni van Leeuwenhoek, který první objevil jednobuněčné organizmy, byl asi první, kdo si uvědomil rozmnožovací potenciál hmyzu. V roce 1687 choval mouchy bzučivky (Calliphora erythrocephala), živil je masem sov a zjistil, že samice mají v průměru 144 potomků, polovinu samců, polovinu samic. Za použití těchto údajů (a předpokladu nulové úmrtnosti) spočítal, že jediný pár bzučivek může mít ve třetí generaci už 10 368 potomků, 746 496 ve čtvrté generaci, 53 747 712 v páté a 3 869 835 264 v šesté generaci. Tímto způsobem by za rok (10 generací) dosáhl počet bzučivek 1017. Za dva roky postupného množení by bzučivky naplnily kouli o průměru 8 milionů km. Naštěstí jsou takového výpočty naprosto nerealistické, protože neberou v úvahu faktory (jako množství potravy, predátoři, klima, nemoci), které populaci průběžně udržují pod kontrolou. Uvedená čísla ale naznačují, jak rychle mohou hmyzí populace růst, a vysvětlují, proč někdy dochází k rychlému přemnožení škůdců.

Většina hmyzu ale zahyne ještě dříve, než má vůbec příležitost se množit, a proto je vysoký rozmnožovací potenciál nejlepší šancí na přežití druhu. Maximalizovat tento potenciál pomáhají také různé adaptace. Většina samic například dokáže uchovávat sperma samců až několik měsíců v tzv. spermatéce, zvláštní části pohlavních orgánů. Jediné páření tak může samici zásobit dostatečným množstvím spermií, které umožní oplodnit všechna vajíčka, která během života naklade. Dalším způsobem, jak zvýšit šance na přežití, je převaha samic nad samci. Jelikož většina hmyzu není monogamní, několik málo samců dokáže oplodnit velké množství samic. A konečně je tu možnost obejít se bez samců, tj. všichni jedinci jsou samice a množí se nepohlavně (např. některé druhy mšic, červců, třásnokřídlých, dvoukřídlých).

(dokončení příště)

© John R. Meyer, North Carolina State University – použito se svolením autora
© překlad Jakub Pechlát, 2007 – šíření textu možné jen s písemným souhlasem