Je známo, že u vyšších obratlovců se péče o potomstvo předává z generace na generaci. Podílejí se zde i mechanismy genetické dědičnosti, epigenetické mechanismy a učení. Jak se ukázalo, u hmyzu se také dědí úroveň péče o mladé lidi a zde hraje velkou roli učení a epigenetická dědičnost. Bez ohledu na existující genetické vlastnosti, pokud byla matka ušatka zodpovědná za jí svěřené mládě, pak potomstvo vyrůstalo se zvýšenou mírou péče a pokračovalo v daném trendu rodičovské péče.
Němečtí vědci z Gutenberg University Mainz a Goethe University Frankfurt (Frankfurt nad Mohanem) věnovali zajímavou studii starověkému tématu rodinného původu. Zajímalo je evoluční hledisko, jaké výhody poskytuje rodičovská péče v raných fázích utváření rodinných vztahů a zda dochází k přenosu nepotismu z generace na generaci. Tato „rodinná“ záležitost se netýká pouze vyšších zvířat, protože mnoho zvířat se stará o své potomky. Jedná se o druhy, které praktikují tzv. K-strategii – s charakteristickou nízkou populační velikostí, sníženou úmrtností mláďat, stabilními životními podmínkami atd. Jsou v kontrastu s druhy s r-strategií, které se vyznačují vysokou populační velikostí, jsou charakteristické vysokou populační velikostí. vysoký počet mláďat s vysokou úmrtností a nestabilními životními podmínkami. Životní styl druhého jmenovaného nezahrnuje péči o potomstvo. (Pro K- a r-strategie viz reprodukční strategie a r/K-teorie výběru.)
Když se vědci přiblížili k otázce vývoje rodinných vztahů, zvolili si jako předmět studia ušáky obecné. Těžko si představit, že se tento nepříliš hezký hmyz (možná má ušáček obdivovatele, kteří prominou mé subjektivní hodnocení) se může proměnit v starostlivou maminku pečlivě chránící klid svých ratolestí. Ale je to tak.
Samice, která se koncem podzimu spářila se samcem, si vyhrabe díru, kde přezimuje, a na konci zimy naklade vajíčka. Snůška se na několik měsíců stává objektem její neustálé pozornosti: v noře přetahuje samice vajíčka z jedné komory do druhé, kde jsou aktuální podmínky nejvhodnější, čistí vajíčka od parazitů a tráví více než 80 % veškerého času na spojce. Na jaře, když se nymfy objeví, je začne krmit – přináší vhodnou kořist nebo jim vyvrací natrávenou potravu. Péče o nymfy pokračuje několik týdnů, dokud se třikrát neslijí a nedostanou se do stádia dospělého hmyzu (u ušáků se vyskytuje celkem 5 svlékání).
Mezi ušáky se však najdou i méně zodpovědné maminky. Opouštějí své potomstvo, aniž by plýtvali časem a energií na jejich krmení a čištění od parazitů. Navíc soutěží se svými potomky o potravu, čímž snižují přežití mláďat. Toto chování je pro ušáky celkem přijatelné, protože jejich nymfy se na rozdíl od vylétlých mláďat a jiných bezmocných miminek dokážou samy o sebe postarat: najít potravu, uchopit ji a chránit se před nepřáteli. Mateřská přítomnost tedy není pro líhnutí ušáků vůbec nutná.
Otázka „Proč ušáci potřebují mateřskou péči?“ se ukáže být skutečně netriviální. Jakou výhodu má žena utrácet prostředky za potomstvo, které stejně krásně vyroste? Může je totiž utratit za dodatečné zdění (často se to přesně děje).
Vědci provedli sérii experimentů, ve kterých vychovali několik generací ušáků v přítomnosti starostlivé matky i bez ní. Zároveň testovali několik alternativních možností: co by se stalo, kdyby rodiče byli muž a žena, kteří vyrostli jako sirotci; pokud je samice sirotek a samec vyrůstal v přítomnosti své matky; nebo pokud byli oba rodiče vychováváni v přítomnosti svých matek. Vlastnosti výsledných potomků byly poté porovnány, když byly vychovány s matkami nebo bez nich. Současně jsme vzali v úvahu morfologii dospělého hmyzu, rychlost vývoje nymf (od prvního svleku do posledního) a také behaviorální vlastnosti matek ve vztahu k jejich potomkům: zda chrání svou snůšku , zda chrání nymfy, zda jsou dobře krmené.
Charakteristiky chování mohou zjevně záviset nejen na rodinné anamnéze matky ušaté, ale také na kvalitách potomků, které vychovává. V experimentu (obr. 1) se proto ušáci starali o mláďata ostatních (zde pomohlo, že ušáci nerozlišují vlastní snůšku od cizí), takže matka-ušňák, přesněji řečeno macecha-ušňák , mohl být dán k vychování jakékoli spojky s danou rodinnou historií. Tím, že samici dali k odchovu cizí snůšku, experimentátoři odstranili efekt genetické příbuznosti: samice neměla možnost starat se jen o sebe – ušáci se naopak v experimentu potřebovali starat pouze o cizí lidi. . Umožnilo nám to také zjistit, zda by matky zacházely se snůškami a nymfami pocházejícími podobně osiřelými rodiči a rodiči, o které se jejich matky starají. Jinými slovy, sleduje účast „babičky“ vlastnosti „vnoučat“ a mateřské chování „vnuček“, tedy zda bude dlouhodobý efekt péče o potomka patrný. Vědci spočítali, že pokud je péče o potomstvo u ušáků přísně určována dědičností, pak budou charakteristiky péče o ty, které vychovávají matky, nebo ty, které vychovávají bez matky, podobné. Pokud záleží na výchově, pak se rozdíl projeví tak či onak.
Obr. 1. Experimentální design. (a) — z krátkodobého hlediska byly účinky nepřítomnosti (mateřsky deprivované, MD) a přítomnosti (mateřsky inklinované, MT) matky hodnoceny podle vlastností nymf a rychlosti jejich vývoje. Je zobrazen hmyz chovaný v přítomnosti své matky šeděa hmyz, který vyrostl bez matek – černá. (b) — z dlouhodobého hlediska byl posuzován dopad přítomnosti/nepřítomnosti matek napříč generacemi. V první fázi došlo ke křížení samic a samců s odlišnou rodinnou historií (ve všech možných variantách), poté samice snesla vajíčka. Ve druhé fázi byla každá snůška rozdělena na dvě části, které dostaly adoptivní matky s odlišnou rodinnou historií. Ve třetí fázi byly některé nymfy odstraněny, aby mohly růst bez mateřské péče. Během experimentu byly sledovány charakteristiky chování matky ve vztahu k žákům a také vlastnosti samotných potomků. Čerpání z diskutovaného článku v Proč. R. Soc. B
Výsledky vědce překvapily. Ušatky, které vyrostly bez účasti matky, se ukázaly být větší a mají silnější zvyk (s dlouhými kleštěmi-cerci) a vyvíjely se rychleji. Mortalita mláďat byla ve všech experimentech podobná, péče o matku tento ukazatel neovlivnila. Pravda, podle vědců za to mohly ideální podmínky v laboratoři – plný přísun potravy, stálá vlhkost a teplota. Matky pečující o své potomky mohly konzumovat potravu v blízkosti snůšky, čímž by mláďata o tento zdroj připravila. Kromě toho mohla mít vliv konkurence o krmení matek, která ubrala mláďatům sílu a snížila celkové množství přijímané potravy. V přírodních podmínkách se to zpravidla nestává. Ale na druhou stranu tento výsledek ukazuje na relativní přínos mateřské péče, alespoň pro takové fakultativní rodinné vztahy. Někdy to může být užitečné, ale někdy to může být škodlivé. Jak ukázal tento experiment, může být prospěšný v podmínkách vzácných zdrojů a množství vnějších nepřátel.
Zajímavější je vliv mateřské péče na mateřské kvality dospělých dcer. Pokud vyrůstají bez matek, stávají se samy velmi průměrnými rodiči: na dlouhou dobu utíkají ze spárů, méně ochotně chrání svá mláďata a nymfy jsou málo krmeny. Jinými slovy, tak či onak kopírovali svou minulost. Efekt zpomalení vývoje mláďat také přetrvává po generace: v přítomnosti matky potřebují potomci více času na to, aby prošli všemi línáními. No, to nás nepřekvapí: čím žárlivější matka, tím infantilnější potomek. Je vtipné, že toto pravidlo platí i pro ušáky.
Ještě neobvyklejší je vliv samců na projevy nepotismu. Ti samci, kteří byli vychováni svými matkami, přivedli na svět potomstvo, které vyžadovalo zvýšenou pozornost. Zatímco samci, kteří v dětství nezažili „slasti“ mateřské péče, produkují méně náročná mláďata. Jak je patrné z prezentovaných grafů (obr. 2), pozornost matek ušáků k potomkům od otců sirotků a otců s matkami se velmi liší. Nevlastní ušáci se chovají k potomkům osiřelých samic chladněji a poskytují jim méně potravy. Ačkoli je tento rozdíl ilustrován, autorova diskuse o něm je velmi skromná a omezuje se na prosté konstatování faktu. To však může naznačovat jasný projev genderového konfliktu (viz: Sexuální konflikt). Pro samečka je výhodné, aby se samice o jeho potomky co nejlépe starala, zatímco pro samici samotnou může přehnaná péče o potomstvo zatěžovat. V tomto případě se u samce může spustit dědičný komplex, který se přenese na další generaci, což nutí samice věnovat zvýšenou pozornost jeho potomkům. U dcer takový komplex nefunguje, protože pro ně není v budoucnu prospěšné projevovat nadměrnou lásku k dětem. Je docela možné, že genderový konflikt může hrát určitou roli ve formování nepotismu a změně r/K strategií.
Obr. 2. Různé projevy péče o potomstvo u druhé generace ušáků. (а) — jak dlouho nechává pěstounka svou snůšku bez dozoru, je-li odehnána: samice vychovaná bez mateřské péče utíká na delší dobu. (b) — počet krmených nymf: jelikož jsou nymfy průhledné, dostanou-li barevné krmivo, lze krmené jedince snadno spočítat; samice odchované matkami živí více svých potomků. (c) – genetické pozadí mláďat ovlivňuje míru péče o ně: byly testovány různé kombinace rodičů – samci a samice odchovaní s matkami (MT – mateřská péče) nebo bez nich (MD – mateřská deprivace). Je vidět, že pokud genetický otec vyrůstal v přítomnosti matky, pak si jeho potomek tak či onak věnuje zvýšenou pozornost; to platí v případech páření takových samců se osiřelými samicemi. (d) — adoptivní matka horlivě chrání nymfy, které produkují „rodinní“ rodiče (bez zohlednění genetických otců nymf). Čerpání z diskutovaného článku v Proč. R. Soc. B
Rodinná historie ušáků je v mnoha ohledech poučná. Za prvé, samotná rodičovská péče nemusí potomkovi přinést hmatatelné výhody. Nabývá na důležitosti, až když se podmínky zhorší. Za druhé, potomci vykazují tak či onak zděděné rodičovské vlastnosti – jinými slovy, efekt péče o potomka může být dlouhodobý. Takže opakování rodinných vztahů z generace na generaci je charakteristické nejen pro vyšší obratlovce – například potkany, primáty – ale i pro ušáky. Při nepříznivých podmínkách se takový dlouhodobý efekt bude hodit. Za třetí, podíl mužů a žen na utváření rodinných vztahů může být různý. Pro samce je výhodnější, že se o potomky starají samice. Jak tedy ukazuje příklad ušáků, rozhodující mohou být adaptace samců a jejich způsoby předávání této vlastnosti další generaci.
Jak přesně se touha po péči přenáší na další generaci, zůstává nejasné. Může se jednat jak o genetický, tak o epigenetický mechanismus (o epigenetické dědičnosti péče o potomstvo viz novinka Geny řídí chování a geny řídí chování, „Elementy“, 12.11.2008. listopadu XNUMX). Proto zdůrazním čtvrtý důležitý závěr: ušáky se ukázaly být ve všech ohledech pohodlným a levným předmětem pro objasnění takových otázek. Mají velkou variabilitu v rodičovské péči, na měnící se podmínky reagují změnou chování, lze je snadno křížit do požadovaných kombinací a je nepravděpodobné, že by etická komise věnovala zabíjení ušáků zvláštní pozornost. Bude tedy dostatek materiálu k objasnění genetického pozadí vlastností, které jsou v tomto smyslu důležité. Ale jak zajímavé by bylo zjistit komplex genových regulátorů, který funguje při projevu rodičovské péče. Bude to podobné jako u regulátorů chování rodičů u obratlovců? Nezbývá než doufat, že tato práce bude pokračovat.
Zdroj: Julia Thesing, Jos Kramer, Lisa K. Koch, Joël Meunier. Krátkodobé přínosy, ale transgenerační náklady ztráty matky u hmyzu s fakultativní péčí o matku // Proč. R. Soc. B. 2015. V. 282. P. 20151617. DOI: 10.1098/rspb.2015.1617.
Uchorák obecný (Forficula auricularia), známý také jako škvor evropský, je druh všežravého hmyzu z řádu Dermaptera.
Etymologie
Vědecký název
Obecný název Forficula (zdrobnělina forfex) pochází z latiny a znamená „nůžky“, pravděpodobně odkazuje na cerci, které jsou jako malé nůžky.
Specifické epiteton auricularia („ucho“) je odvozeno z latinského auricula („ucho“; zdrobnělina od auris, „ucho“) a přípony -aria, tvořící druhové ženské přídavné jméno.
Populární jméno
Ruský název „ušňák“ pravděpodobně pochází z v Evropě rozšířené pověry, že se ušáci dostávají lidem do uší, ale neexistují žádné důkazy o takovém chování. Podobně, jak ve vědeckém názvu, tak v lidových názvech v mnoha dalších evropských jazycích, tento a podobné druhy hmyzu mají nějaký druh odkazu na uši (například v bulharštině – „ušní orel“).
Distribuce
přirozený rozsah
Přírodní areál – západní Palearktida: Evropa, severní Afrika a západní Asie.
Moderní sortiment
Druh byl zavlečen lidmi do Severní Ameriky, Austrálie a na Nový Zéland. Poprvé byl zaznamenán ve Spojených státech v roce 1907 a dnes je jedním z nejběžnějších ušáků v mírných státech.
Внешний вид
Středně velký hmyz, dosahující délky 10 až 16 mm. Od ostatních druhů rodu se liší tím, že hlavní části cerci jsou blíže k sobě, stejně jako druhý segment tarsi, který je ve tvaru srdce a je širší než třetí.
Má ploché a protáhlé tělo. Svršek je červenohnědý, krátké nohy nažloutlé. Na hlavě jsou dvě dlouhé, pohyblivé antény, které pomáhají detekovat jídlo. Břicho končí velkými chitinózními přívěsky (cerci) charakteristickými pro tento druh, které se používají k páření, krmení, roztahování a skládání křídel a k sebeobraně.
Pohlavní dimorfismus je nejvýraznější ve vzhledu cerci. U samců jsou tenké, mají tvar kleští a dosahují délky 4 až 8 mm. Během páření s nimi drží partnerku.
Délka cerků u samice je 3 mm, jsou silnější a zakřivené dovnitř.
I když ušák nelétá často, má pár pracovních křídel. Štítovité elytry (elytra) jsou kožovité, bez žilek, krátké a zcela nezakrývají první segmenty břicha. Druhá, létající křídla jsou membránová, jemná a dlouhá. Aby se schovali pod elitu, složí se jako vějíř, asi 50krát.
Chování
Ucho aktivní hlavně v noci žije v udržovaných zahradách. Navzdory své všežravosti v jeho jídelníčku převládají potraviny rostlinného původu.
Miluje chladná a vlhká místa. Když teplota stoupne, usadí se v blízkosti vodních zdrojů. K úkrytu využívá kameny, drobné trhlinky v půdě nebo v kůře stromů, kde tráví den v polospánku.
Při podráždění výhružně zvedne hlavu, snaží se nezvaného hosta vyděsit a zahnat.
Životní cyklus
Hnízdní sezóna škvora obecného začíná koncem léta a pokračuje až do podzimu. Samci mají 2 dlouhé, ale křehké penisy a po páření samice uchovává spermie v těle několik měsíců. Pár spolu tráví zimu, často se přidávají k dalším párům.
Na jaře samička naklade do půdy nebo nějaké praskliny asi 50 oválných, krémově zbarvených vajíček. Své potomky žárlivě chrání a stará se o ně. Aby byla vajíčka chráněna před plísněmi nebo bakteriemi, samička je neustále čistí, olizuje a obrací. Díky silné skořápce vajíček se mláďata bez její pomoci nevylíhnou. Po celou dobu jejich vývoje samice pečlivě odstraňuje horní vrstvu čelistmi.
Larvy se líhnou po pěti až šesti týdnech.
Jsou bílé barvy, podobně jako jejich rodiče, ale nemají křídla.
Procházejí čtyřmi fázemi vývoje, než se asi za měsíc změní v dospělé. V prvních deseti dnech, před nástupem prvního stádia, samice samostatně krmí vylíhlá mláďata. Ve druhém vývojovém období jim pomáhá při hledání potravy. Často ušáček zůstává se svými potomky až do konce léta.
Ekonomický význam: přínosy a škody
Obecně považován za užitečný hmyz. Na zahradě se živí jiným hmyzem a jeho vajíčky, shnilým ovocem a rostlinným odpadem. Škůdce kukuřice, slunečnice, brambor, salátu, jahod a dalších plodin.
