Jak se housenky hrůzostrašně mění v motýly
Metamorfóza housenky z dvanáctinohého škůdce, který se drží stromů, v majestátního létajícího motýla je častou metaforou celkové proměny. Je to skutečně fantastický mechanismus vyvinutý přírodou, nicméně i když se zvenčí může zdát fantastický, hluboko uvnitř kukly vypadá tato proměna dost hrůzostrašně. Stručně řečeno, aby se housenka proměnila v motýla, tráví se pomocí enzymů spouštěných hormony. Poté se ze spících buněk (podobných kmenovým buňkám) vyvinou části těla budoucího motýla. Mysleli jste si, že puberta je zlá? Počkejte, až budete číst dál.
Těžká proměna
Náš příběh začíná hladovou housenkou, která se právě vylíhla z vajíčka. Zanedlouho se malá housenka (vědecky nazývaná larva) cpe listy a postupně roste. Když přeroste svou současnou kůži, uvolní se hormon zvaný ekdyson, který dá larvě pokyn k vylíhnutí. Poté, co se larva asi pětkrát vylíhne, přestane se živit, zavěsí se hlavou dolů na větvičku nebo list a pak si buď upřede hedvábný kokon, nebo se vylíhne do lesklé kukly. Tento proces je řízen stejným hormonem, ekdysonem, tentokrát však působí ve spojení s dalším hormonem, který se nazývá juvenilní hormon. Je to vlastně nedostatek juvenilního hormonu, který spouští mechanismus metamorfózy.
Juvenilní hormon působí tak, že oddaluje metamorfózu po celé stadium larvy. Funguje tak, že blokuje geny v imaginálních discích – drobných diskovitých váčcích buněk, které se spustí, když se housenka zabalí do kukly a nakonec se promění v tykadlo, oko, křídlo nebo jiný kousek motýla. Jako takový je juvenilní hormon nezbytný pro přežití housenky před metamorfózou. Jakmile larva dosáhne posledního línání a začne metamorfózu, dějí se s jejím tělem zvláštní věci. Buňky ve svalech, střevech a slinných žlázách larvy jsou stráveny a slouží jako náhradní díly pro budoucího motýla. Každá buňka je naprogramována k sebedestrukci aktivací enzymů zvaných kaspázy.
Kaspázy roztrhají proteiny buňky a uvolní prvotřídní materiál pro výrobu motýla. Nebýt juvenilního hormonu, mohlo k tomu dojít kdykoli a housenka by zahynula. Místo toho příroda naprogramovala hormon tak, aby se jeho hladina snížila v ideálním okamžiku pro metamorfózu. Když je juvenilního hormonu méně, místo aby vyvolal pravidelné vylíhnutí, ekdyson nyní žene housenku ke kuklení. Jakmile se housence rozpadnou všechny tkáně s výjimkou imaginálních disků, využívají tyto disky polévku bohatou na bílkoviny, která je obklopuje, k rychlému dělení buněk potřebnému k vytvoření křídel, tykadel, nohou, očí, pohlavních orgánů a všech dalších znaků dospělého motýla nebo můry. Například imaginální disk pro křídlo ovocné mušky může začínat s pouhými 50 buňkami a na konci metamorfózy se zvětší na více než 50 000 buněk.
Metamorfóza však není jen nějaká krásná fyzická proměna. Je to ohromující ukázka fungování evolučního mechanismu. Motýli a housenky nejen jinak vypadají, ale také se jinak chovají. Jedna žije na stromech a druhá létá. A co je nejdůležitější, jeden se živí listy a druhý výhradně nektarem. V ekosystému je dostatek prostoru pro soužití obou druhů, protože si navzájem nenarušují zásoby potravy. Je to geniální!
Uvnitř kukly
Naneštěstí existuje jen málo záběrů, které ukazují metamorfózu přímo při práci. Neuvěřitelnou fotografii na obrázku výše pořídil Michael Cook, kterému se podařilo zachytit tuto hedvábnici Tussahovu (Antheraea penyi) ve vzácné poloze – během neúspěšného pokusu o roztočení kokonu. Můžete vidět jemná, průsvitná nefritová křídla, tykadla a nohy kukly, která ještě nedozrála v dospělou můru – pohled na to, co obvykle zůstává skryto uvnitř kokonu.
Naštěstí žijeme v 21. století. Pomocí moderní zobrazovací techniky, jako je počítačová tomografie, můžeme nahlédnout dovnitř kokonu, aniž bychom narušili tento nesmírně choulostivý proces. Níže uvedené video natočili vědci pracující v londýnském Přírodovědném muzeu.
.