Hur larver förvandlas till fjärilar
Larvens metamorfos från en tolvbent skadedjur som klamrar sig fast vid träd till en majestätisk flygande fjäril är en ofta förekommande metafor för totala förvandlingar. Det är verkligen en fantastisk mekanism som utvecklats av naturen, men även om det kan verka fantastiskt utifrån ser denna förvandling ganska hemsk ut djupt inne i puppan. Kort sagt, för att en larv ska kunna förvandlas till en fjäril smälter den sig själv med hjälp av enzymer som utlöses av hormoner. Sedan växer sovande celler (som liknar stamceller) till den framtida fjärilens kroppsdelar. Så du trodde att puberteten var elak? Vänta tills du läser vidare.
En tuff förvandling
Vår berättelse börjar med en hungrig larv som precis hade kläckts ur ett ägg. Snart nog stoppar den lilla larven (vetenskapligt kallad larv) upp sig med löv och växer lite efter lite. När den har vuxit ur sin nuvarande hud frigörs ett hormon som kallas ecdyson, vilket instruerar larven att röra sig. Efter att larven har skiftat ungefär fem gånger slutar den att äta, hänger upp och ner på en kvist eller ett blad och spinner sedan antingen en silkeslen kokong eller skjuter sig själv till en glänsande puppa. Denna process drivs av samma hormon, ecdyson, men den här gången fungerar det tillsammans med ett annat hormon som kallas juvenilhormon. Det är faktiskt bristen på det juvenila hormonet som utlöser metamorfosmekanismen.
Det juvenila hormonet verkar för att fördröja metamorfosen under hela larvstadiet. Det fungerar genom att blockera generna i de imaginära skivorna – små skivformade påsar med celler som börjar fungera när larven sveper in sig i puppan och så småningom förvandlas till en antenn, ett öga, en vinge eller en annan fjärilsbit. Det unga hormonet är därför viktigt för larvens överlevnad före metamorfosen. Du förstår, när larven väl når sin sista hudförändring och börjar sin metamorfos, händer märkliga saker med dess kropp. Celler i larvens muskler, tarmar och spottkörtlar smälts och fungerar som reservdelar för den blivande fjärilen. Varje cell är programmerad att självdestrueras genom aktivering av enzymer som kallas caspaser.
Caspaserna sliter igenom cellens proteiner och frigör prima fjärilstillverkningsmaterial. Om det inte vore för det juvenila hormonet hade detta kunnat hända när som helst och dödat larven. Istället programmerade naturen hormonet så att det sänkte sina nivåer vid den idealiska tidpunkten för metamorfosen. Med mindre juvenilt hormon i närheten driver ecdysonet nu larven till att förpuppa sig i stället för att framkalla en regelbunden förvandling. När en larv har sönderdelat alla sina vävnader utom de imaginala skivorna använder dessa skivor den proteinrika soppa som omger dem för att ge bränsle till den snabba celldelning som krävs för att bilda vingar, antenner, ben, ögon, könsorgan och alla andra egenskaper hos en vuxen fjäril eller nattfjäril. Den imaginära skivan för en fruktflugas vinge kan till exempel börja med endast 50 celler och öka till mer än 50 000 celler i slutet av metamorfosen.
Metamorfosen är dock inte bara en vacker fysisk förvandling. Det är en fantastisk uppvisning av evolutionära mekanismer i arbete. Fjärilar och larver ser inte bara annorlunda ut – de beter sig också annorlunda. Den ena lever i träd och den andra flyger. Viktigast av allt är att den ena äter blad, medan den andra enbart äter nektar. Det finns gott om utrymme för båda sorterna att samexistera i ekosystemet eftersom de inte stör varandras matförråd. Det är briljant!
Insiden av kokongen
Det finns tyvärr få bilder som visar metamorfosen i arbete. Det otroliga fotot på bilden ovan togs av Michael Cook, som lyckades fånga den här Tussah silkesfjärilen (Antheraea penyi) i ett sällsynt läge – under ett misslyckat försök att spinna sin kokong. Du kan se de känsliga, genomskinliga jadefärgade vingarna, antennerna och benen hos en puppa som ännu inte har mognat till en vuxen mal – en glimt av vad som vanligtvis förblir dolt inom kokongen.
Troligt nog lever vi på 2000-talet. Med hjälp av modern bildteknik, som t.ex. datortomografi, kan vi kika in i kokongen utan att störa denna extremt känsliga process. Videon nedan har filmats av forskare som arbetar vid naturhistoriska museet i London.