Hmyz je nepretržite vystavený ohrozeniu nepreberným množstvom predátorov. Na ochranu si počas svojej evolúcie vyvinul početné úspešné obranné mechanizmy.
Hmyz tvorí bázu potravového reťazca v prírode, a tak je jeho život v nepretržitom ohrození. Predátory majú k dispozícii pestrú paletu stratégií ako nájsť, oklamať a zmocniť sa svojej hmyzej koristi. Obeť sa však svojho života nevzdáva ľahko. Útočná reakcia je vyvážená obrannou reakciou. Okruh reálnych aj potenciálnych útočníkov predstavuje evolučnú silu, ktorá sa premietla do vzniku nespočetných foriem obranných stratégií. Ochrana pred predátormi je takmer vždy komplexné správanie, ktoré pri každom druhu pozostáva z efektívne zladených pasívnych aj aktívnych prvkov. Niektoré obranné stratégie sú v hmyzej ríši veľmi časté a stretneme sa s nimi pri rôznych taxonomických skupinách, iné sú veľmi špecifické a využíva ich len malá skupina druhov.
Pasívna aj aktívna ochrana
Obranné stratégie hmyzu sa delia do dvoch veľkých skupín. Primárna obrana zväčša nezahŕňa aktivitu jedinca, je postavená na dokonalom splynutí s prostredím, alebo predstavuje pasívnu správu pre nepriateľa. Pre sekundárnu obranu je charakteristická aktívna odpoveď na stimul predstavujúci hrozbu. Hmyz len veľmi zriedkavo (ak vôbec) využíva výlučne pasívnu alebo aktívnu obrannú stratégiu. Voľba úspešnej obrannej stratégie vyžaduje dlhodobú skúsenosť so správaním predátora. Hľadanie a detekcia koristi je prvou fázou predačného aktu. V tejto fáze je najúčinnejšia pasívna ochrana. Ak predátor korisť nenájde, tá nielenže si zachráni život, ale na svoju ochranu nevynaloží žiadnu energiu. Druhou fázou je útok a manipulácia s korisťou. V tejto fáze nastupuje aktívna ochrana, ktorou môže byť únik alebo využitie chemických foriem ochrany, pokiaľ má napadnutý jedinec takúto výbavu k dispozícii. 3D vizualizácia chrobáka Rhytidophloeus rotschildi
Zmiznúť z očí
Najčastejšou formou pasívnej ochrany hmyzu je kamufláž. Druhy, ktoré ju využívajú, si vyvinuli nespočetné spôsoby maskovania v prostredí, v ktorom žijú. Maximálnu účinnosť kamufláže umožňuje hmyzu široké spektrum tvarových a farebných adaptácií. Mnohé druhy tropických kobyliek, pakobyliek alebo modliviek tvarom a zafarbením nápadne pripomínajú suchý konárik alebo list. Prispôsobenie môže ísť až tak ďaleko, že ich krídla majú vytvorenú žilnatinu, ktorá je na nerozoznanie od žilnatiny listu. Niektoré formy kryptického zafarbenia môžu byť univerzálne účinné, iné sa osvedčili len v špecifickom type prostredia. Jemne strakaté čierno-biele zafarbenie robí nosatca Rhytidophloeus rotschildi takmer neviditeľným na kôre stromu. Keď však sedí na liste, pripomína exkrement vtáka a jeho potenciálni nepriatelia ho ľahko prehliadnu. Pestré až krikľavé zafarbenie môže byť za určitých podmienok výborná kamufláž. Juhoázijský krasoň Chrysochroa toulgoeti patrí k farebne najvýraznejším exponátom entomologických zbierok. Inak je to v jeho prirodzenom prostredí. V kontrastnom svetle pralesa je rozbitie jednoliateho zafarbenia výbornou kamuflážou. Silne lesklý povrch opticky pripomína dúhový odraz v kvapkách vody a robí krasoňa nenápadným. 3D vizualizácia chrobáka Chrysochroa toulgoeti
Pohotová zmena kamufláže
Na zmenu podmienok v prostredí reaguje hmyz veľmi pohotovo adekvátnou zmenou kamufláže. Výborným príkladom schopnosti prispôsobiť sa zmenenému prostrediu je nevýrazná mora priadivka brezová (Biston betularia). Tento druh je aktívny v noci, cez deň nehybne oddychuje. Obľubuje miesta na kôre stromov alebo povrchu kameňov, ktoré sú porastené lišajníkmi. Vďaka svojmu kryptickému zafarbeniu, ktoré tvoria tmavšie škvrny na svetlom podklade, je v takomto prostredí takmer nespozorovateľný. Všetky jedince tohto druhu z muzeálnych zbierok, ktoré boli chytené do roku 1845, sú svetlo zafarbené formy. V roku 1845 v priemyselnom centre anglického mesta Manchester chytili tmavý exemplár, ktorý sa natoľko líšil od dovtedy zbieraných jedincov, že bol opísaný ako nová farebná forma – carbonaria. V nasledujúcich rokoch sa výskyt tmavej formy v okolí Manchestru zvýšil. V polovici 20. storočia tvorila 90 % populácie forma carbonaria. V čase, keď tmavá forma začala prevládať, životné prostredie Manchestru bolo čoraz väčšmi znečistené exhalátmi z priemyselnej výroby. Epifytické lišajníky, ktoré sú veľmi citlivé na priemyselné exhaláty, úplne vymizli. Svetlé zafarbenie, ktoré pripomínalo povrch lišajníkov, sa zmenilo na nevýhodu a mory sa stali ľahkou korisťou vtákov. Postupná selekcia tmavých jedincov morám vrátila výhodu kryptického zafarbenia.
Opačná stratégia
Opakom kamufláže je výstražný vzhľad. Viaceré druhy hmyzu svojím kontrastným zafarbením, výrazným tvarom tela alebo výstredným správaním dávajú neohrozene najavo svoju prítomnosť. Tento spôsob prezentácie sa označuje ako aposematická ochrana. Aposematické zafarbenie hmyzu má pomerne obmedzenú variabilitu. Zväčša ide o výrazný červený, žltý alebo oranžový vzor na kontrastnom čiernom pozadí. Žlto-čierne zafarbenie ôs je dobrý príklad. Význam takejto výraznej prezentácie pre jej nositeľa je zjavný. Keďže prezentuje nebezpečnú vlastnosť, potenciálny agresor dostáva jednoznačnú informáciu, že urobí lepšie, ak si bude hľadať vhodnejšiu korisť. Čím je signál jednoduchší, tým je účinnejší. Negatívnu skúsenosť si predátor ľahšie zapamätá a nositeľ aposematickej ochrany je viac v bezpečí. Zdá sa, že výstražné zafarbenie je určené predovšetkým stavovcom, najmä vtákom. Potvrdzuje to skutočnosť, že schopnosť hmyzu rozlišovať farby v červenej oblasti spektra je nízka. Červená farba sa hmyzu javí ako tmavosivá alebo dokonca čierna. Na čiernom pozadí je pre oko hmyzu len veľmi málo kontrastná. Naopak, vtáky rozlišujú farby v červenej oblasti veľmi dobre.
Odpudzovanie chemickými látkami
Nositelia výstražného zafarbenia, ktoré je výrazné, krikľavé a ľahko identifikovateľné, často využívajú na svoju ochranu chemické látky. Tie produkujú špecializované žľazy a ich úlohou je odpudiť predátora už nepríjemnou chuťou, alebo sú toxické a ich konzumácia môže mať pre dravca fatálne následky. Chemické látky, ktoré hmyz využíva na ochranu pred nepriateľmi, nazývame alomóny. Niektoré druhy hmyzu zvyknú využívať látky prítomné v hostiteľskej rastline. Húsenice motýľov z rodu Danaus sa živia listami rastlín, ktoré obsahujú silné kardioaktívne glykozidy. Tie sú nebezpečné pre vtáky, ale neškodné pre húsenice. V telách húseníc chovaných v zajatí na listoch kapusty sa nepodarilo nájsť ani stopové množstvá glykozidov. Iné druhy si samy dokážu syntetizovať obranné chemické látky. K takýmto patria niektoré druhy vodných bzdôch, ktoré produkujú aromatické látky so silným repelentným účinkom na ryby. Chemická ochrana môže byť výlučne pasívna. Predátor musí skonzumovať jedinca toxického druhu, aby získal informáciu, že korisť je nebezpečná potrava a v budúcnosti sa jej vyhýbal. Iné druhy vylučujú nebezpečné látky na povrchu tela alebo ich vystreknú priamo na nepriateľa.
Batesove a Müllerove mimikry
Rozšírenou formou ochrany v ríši hmyzu je napodobovanie iných živých organizmov, ktoré pre potenciálneho predátora predstavujú hrozbu. Tento spôsob ochrany nazývame mimikry. Mimikry často využívajú blanokrídlovce a dvojkrídlovce. Poznáme niekoľko typov, dva najčastejšie sú pomenované podľa ich objaviteľov. Známy anglický entomológ Henry Walter Bates (1825 – 1892) počas svojich ciest po Amazónii v polovici 19. storočia viackrát pozoroval, že niektoré druhy hmyzu sa svojím zafarbením alebo tvarom značne podobajú na druhy, ktoré sú odporné, ba dokonca jedovaté. Využívanie mätúcich vizuálnych signálov na odpudenie nepriateľa dostalo meno podľa svojho objaviteľa – Batesove mimikry. Mimetické signály nemusia slúžiť na oklamanie potenciálneho nepriateľa. Niektoré skutočne odporné alebo nebezpečné skupiny hmyzu využívajú podobné zafarbenie, aby zvýraznili varovnú informáciu adresovanú predátorovi. Žlto-čierne výrazné zafarbenie je veľmi rozšírené pri blanokrídlovcoch, pričom druhy, ktoré ho využívajú, nemusia byť evolučne príbuzné. Nemecký entomológ Fritz Müller (1821 – 1897) v roku 1878 publikoval matematickú analýzu, ktorou dokázal, že predovšetkým málopočetné druhy, ktoré využívajú spoločné varovné signály, majú z tejto ochrannej stratégie väčší profit. Ochrannú stratégiu, keď rôzne druhy využívajú synergický účinok rovnakého zafarbenia, nazývame po ich objaviteľovi Müllerove mimikry. Batesove a Müllerove mimikry sú časté a pomerne dobre preštudované. Americký entomológ James E. Lloyd zistil, že dravé samičky svätojánskych mušiek z rodu Photuris vysielajú svetelné signály identické so signálmi samičiek svätojánskych mušiek z rodu Photinus lákajúcich samčekov. Nič netušiace roztúžené samčeky, ktoré sa nechali zlákať dravými samičkami Photuris sa tak stávajú ich ľahkou korisťou. J. E. Lloyd nazval tento typ napodobovania signálov iného druhu s cieľom koristiť na ňom ako agresívne mimikry.
Stále nové variácie
Mnohé druhy hmyzu menia tvar, zafarbenie alebo správanie počas svojho vývinu. Rôzne vývinové štádiá využívajú odlišné typy mimikry. Tento spôsob ochrany sa nazýva transformačné mimikry. Zoznam typov je rozsiahly a neustále sa rozrastá, ako sa rozširujú naše vedomosti o adaptačných schopnostiach hmyzu. Stály tlak okolitého prostredia má za výsledok stále nové a nové variácie mimikry. Vo všeobecnosti platí, že väčšina stavovcov má tendenciu viac sa vyhýbať signálom, ktoré sú podobné signálom indikujúcim nebezpečenstvo, než tým, ktoré ho reálne predstavujú. Nedokonalé napodobenie druhu nebezpečného pre predpokladaného predátora má preto vyššiu účinnosť než jeho dokonalá kópia. Nezvyčajné stimuly vyvolávajú vo stavovcoch nedôveru, keďže môžu skrývať potenciálne nebezpečenstvo a tak sa ich nositeľom radšej vyhnú. Vznik nových obranných mechanizmov potenciálnej koristi a spôsobov ich odhaľovania predátormi predstavuje nikdy nekončiacu prírodnú súťaž. Výskum v oblasti ochranného správania hmyzu priniesol množstvo zaujímavých poznatkov o stratégiách konkrétnych druhov či väčších skupín. Vedci, ktorí sa výskumu správania hmyzu venujú, sa v jednej veci vzácne zhodujú. Tie najzaujímavejšie objavy v tejto oblasti nás ešte len čakajú.
Text a foto RNDr. Milan Kozánek, CSc.
Ing. Daniel Valaška
Scientica, s.r.o.
