Η εξέλιξη λύνει συχνά κατά θαυμαστό τρόπο τα προβλήματα. Στην πραγματικότητα κάθε οργανισμός έχει πάρει το παρόν του σχήμα και συμπεριφορά λόγω κάποιων προβλημάτων που υπήρχαν στο παρελθόν. Αλλά κάτι τέτοιο μας είναι γνωστό και τό’χουμε συνηθίσει, πιο πρωτότυπες λύσεις μας εντυπωσιάζουν, όπως για παράδειγμα οι τρόποι κατανάλωσης επικίνδυνης τροφής. Αυτή η μελέτη ήθελε να διαλευκάνει αυτό ακριβώς: πώς η προνύμφη ενός είδους σκαθαριού σκοτώνει και τρώει τη δηλητηριώδη χιλιοποδαρούσα πριν προλάβει να εκκρίνει το δηλητήριό της.

Για τις
χιλιοποδαρούσες
είχα κάνει θέμα παλαιότερα. Είναι μυριάποδα χερσαία αρθρόποδα της ομοταξίας των διπλόποδων, μ’αυτό το όνομα διότι όλα τα τμήματα του σώματός τους, εκτός των 7 πρώτων, αποτελούνται από δύο τμήματα συνενωμένα. Τα αρθρόποδα αυτά ζουν σ’όλον τον κόσμο σε υγρά μέρη με νεκρή φυτική ύλη την οποία τρώνε, ενώ όταν απειληθούν συσφαιροποιούνται κι έπειτα εκκρίνουν τοξίνες ποικίλης φύσης από πόρους σε κάθε τμήμα. Οι τοξίνες αυτές δεν έχουν επιπτώσεις στον άνθρωπο αν έρθουν σ’επαφή με το δέρμα, εκτός ίσως από ορισμένες σπάνιες περιπτώσεις ευαίσθητων ατόμων που μπορει να εμφανίσουν ερεθισμό στα μεγάλα είδη, αλλά είναι επικίνδυνες για μικρότερα ζώα. Αυτό λοιπόν το ζώο είναι δύσκολο να φαγωθεί, κι όμως αυτό γίνεται από ορισμένα προσαρμοσμένα είδη.

Η συγκεκριμένη έρευνα, των Thomas Eisner, Maria Eisbner, Athula B. Attygalle, Mark Deyrup και JErrold Meinwald από το τμήμα νευροβιολογίας και συμπεριφοράς του τμήματος χημείας του Πανεπηστιμίου Κορνέλ στην Ιθάκη (πολλά μέρη της Αμερικής έχουν ελληνικά ή γενικότερα ιστορικά ονόματα) της Νέας Υόρκης και το βιολογικό σταθμό Archbold της Ειρηνικής Λίμνης (Lake Placid) της Φλόριντας, μελετά τον τρόπο με τον οποίον η προνύμφη του σκαθαριού Phengodes laticollis επιτίθεται και τρώει τη χιλιοποδαρούσα Floridobolus penneri, και τα δύο είδη ιθαγενή της Φλόριντας, χωρίς κανένα πρόβλημα.

Αρχικα μας δίνει μια περίληψη της έρευνας (abstract) κι έπειτ αμια ιστορική περίληψη. Ήταν γνωστό λοιπόν ότι προνύμφες αυτής της οικογένειας έτρωγαν χιλιοποδαρούσες, αλλά δεν ήταν γνωστός ο τρόπος θανάτωσής τους. Πιστευόταν ότι κάτι έκαναν τα έντομα μόλις τυλίγονταν γύρω απ’το κεφάλι, μάλλον έκοβαν τη ννευρική χορδή με αποτέλεσμα το ζώο να παραλύσει και να χάσει την ικανότητα χρήσης της άμυνας, πειράματα εντούτοις με αποκεφαλισμό χιλιοποδαρούσών και ανατομή δαγκωμένων απ’την προνύμφη ζώων σ’αυτήν τη μελέτη απέρριψαν αυτήν την εξήγηση. Αντίθετα βρέθηκε ότι η χιλιοποδαρούσα μπορει κάπως να κινηθεί και να εκκρίνει τοξίνες χωρίς κεφάλι και η νευρική χορδή στις ανατομές ήταν άθικτη.

Κατά την προετοιμασία του πειράματος λοιπόν συλλέχθηκαν και τα δύο είδη από ένα ξερό αμμώδη θαμνότοπο στην κεντρική Φλόριντα, και τοποθετήθηκαν σε δοχεία με αμμώδες υπόστρωμα μέχρι να γίνει το πείραμα. Οι χιλιοποδαρούσες τους συγκεκριμένου είδους είναι αρκετά μεγάλες, φτάνοντας τα 15 εκατοστά σε μήκος, με μέσο μήκος των συλλεγμένων τα 7 εκατοστά, κυμαινόμενες οι συλλεγμένες από 3 ως 15, και ήταν άφθονες παντού. Αντίθετα οι προνύμφες του συγκεκριμένου σκαθαριού ήταν σπανιότατες, με μόνο 8 συλλεγμένες για τη μελέτη, μέσου μήκους τα 4 εκ, κυμαινόμενες από 2,8 έως 6 εκατοστά. Οι προνύμφες ήταν σκωληκόμορφες και αδρανείς μέχρι την παρουσίαση της χιλιοποδαρούσας.

Όταν σε μια προνύμφη λοιπόν προσφεροταν μια χιλιοποδαρούσα, σύντομα δραστηριοποιούταν τρέχοντας προς αυτήν και γρήγορα τυλίγοντας ένα μέρος του σώματός της γύρω απ’το μπροστινό μέρος της, ψάχνοντας και τρυπώντας τη μεμβράνη του λαιμού με τις δύο δρεπανοειδείς γνάθους της. Μετά από λίγο η χιλιοποδαρούσα παρέλυε απότομα, ώστε οι επιστημονες να μπορούσαν να την ξετυλίξουν χωρίς να προβάλει μυική αντίσταση όπως θα γινόταν κανονικά, και προφανώς σύντομα θα πέθαινε, ενώ εντωμεταξύ το έντομο είχε κρυφτεί δίπλα περιμένοντας για λίγο. Μετά το θάνατο της χιλιοποδαρούσας, η προνύμφη άρχιζε να ρουφά μεθοδικά το περιεχόμενο κάθε τμήματος του σώματός της, αφήνοντας στο τέλος μόνο δακτυλίους εξωσκελετού και, παραδόξως, τους δηλητηριώδεις αδένες άθικτους και κλειστούς, με ποσότητα δηλητηρίου όση σε ένα ζωντανό ανέγγιχτο άτομο.

Οι επιστήμονες υποψιάστηκαν ότι μάλλον το εντερικο υγρό της προνύμφης θα περιέχει το δηλητήριο, το οποίο απέδειξαν κάνοντας μικροένεση τέτοιου υγρού στις χιλιοποδαρούσες, οι οποίες παρέλυσαν και λίγο αργότερα τα εσωτερικά τους όργανα σχεδόν υγροποιήθηκαν. Επομένως αυτό το υγρό λειτουργει και ως νευροκατασταλτικό και ως εξωτερικό πεπτικό. Το πεπτικό σύστημα της προνύμφης αποτελείται από το στόμα, τον οισοφάγο, τον μυώδη πρόλοβο, το μέσο έντερο και το πίσω έντερο. Ο πρόλοβος έχει τη δυνατότητα να κινήσει υγρά προς τα πίσω, όπως δηλαδή όταν το έντομο καταπίνει την τροφή, αλλά πιθανόν και προς τα μπροστά, όπως δηλαδή όταν εγχέει το εντερικό υγρό. Το εσωτερικό μέρος των γνάθων επίσης είναι αυλακωμένο, στοιχείο χρήσιμο και για την απορρόφηση και για την έγχυση υγρών.

Σε μια κανονική απειλή, η χιλιοποδαρούσα του συγκεκριμένου είδους όπως και πολλών άλλων συσφαιροποιείται κι έπειτα εκκρίνει σταγόνες βενζοκινονών, περισσότερο 1,4 βενζοκινόνης, ουσίας ερεθιστικής κι εντομοαπωθητικής, πρώτα από το μέρος που αγγίχθηκε κι έπειτα απ’όλο το σώμα. Οι αδένες της βρίσκονται ανά ζεύγη στα τοιχώματα των τμημάτων, κι όπως κι ο εξωσκελετός καλύπτονται με χιτίνη ώστε το επικίνδυνο περιεχόμενο να μένει μέσα και να μη διαρρεύσει στο υπόλοιπο σώμα. Για ν’ανοίξουν χρειάζεται σύσπαση ενός μυός. Όταν τώρα η προνύμφη του σκαθαριού παραλύει τη χιλιοποδαρούσα πριν αυτή προλάβει την αμυντική αυτήν σύσπαση, εξασφαλίζει ακίνδυνο φαγητό. Παρόλα αυτά παρατηρήθηκε κατά μερικές επιθέσεις έκκριση μικροποσότητας τοξίνης. Η προνύμφη του συγκεκριμένου είδους δεν περιορίζεται μόνο σε βενζοκινονούχες χιλιοποδαρούσες, αλλά καταναλώνει κι άλλα είδη με διαφορετικές τοξίνες, όπως υδροκυάνιο.

Έγινε ακόμα μια ενδιαφέρουσα παρατήρηση? Μολονότι η βενζοκινόνες της χιλιοποδαρούσας δρουν ως εντομοαπωθητικό για τα περισσότερα έντομα, δε γίνεται το ίδιο για τις μύγες του γένους Spirobolomyia, οι οποίες παρατηρήθκε να προσέρχονται σε μια χιλιοποδαρούσα που μόλιςι είχε εκκρίνει την ουσία της. Οι μύγες αυτές είναι παρασιτοειδείς τω χιλιοποδαρουσών, δηλαδή γεννούν τα αυγά τους μέσα τους κι έπειτα οι προνύμφες τρέφονται με το ζωντανό σώμα τους από μέσα προς τα έξω, και η έλξη στην οσμή των αμυντικών ουσιών πιθανόν είναι ο τρόπος εύρεσης των θυμάτων τους

Στη συζήτηση στο τέλος εκφράζεται η ανάγκη για περαιτέρω έρευνα για τον τρόπο έγχυσης του εντερικού υγρού από τις προνύμφες, την αδυναμία έκκρισης δηλητηρίου απ’τις χιλιοποδαρούσε ςπου δέχονται επίθεση πριν την ολική παράλυση και τη χημική σύσταση του ενερικούυγρού του εντόμου, το οποίο μπορεί να έχει φαρμακευτική αξία, αν και η συγκεκριμένη προνύμφη είναι σπανιότατη, μπορεί εντούτοις να βρεθεί κάποτε σε μεγαλύτερους αριθμούς στην επιφάνεια όταν οι πλημμύρες την αναγκάζουν να βγει από το έδαφος.

Η μελέτη δημοσιεύθηκε στην
Εθνική Ακαδημία Επιστημών
των Η.Π.Α.

Εδώ να σημειώσω ότι η παραπάνω πολύπλοκη κι «έξυπνη» συμπεριφορά της προνύμφης του σκαθαριού δεν είναι αποτέλεσμα νοημοσύνης, αλλά καθαρού ενστίκτου. Όλα τα μέλη αυτού του είδους δρουν κατά το συγκεκριμένο τρόπο στο συγκεκριμένο ερέθισμα, στη χιλιοποδαρούσα δηλαδή, και πιθανόν αυτό αντανακλάτι στη νευρική τους δομή. Παρομοίως και η αμυντική αντίδραση της χιλιοποδαρούσας είναι αντανακλαστική, κι αυτό μπορειτε να το καταλάβετε καλύτερα αν σκεφτείτε και ότι χωρίς το κεφάλι μπορεί ακόμα να εκκρίνει δηλητήριο. Τα περισσότερα ασπόνδυλα, καθώς και σπονδυλωτά σε μερικούς τουλάχιστον τομείς της συμπεριφοράς τους, δρουν έτσι.

Μπορούμε επίσης να φανταστούμε πώς αυτή η ιδιότητα εξελίχθηκε για τη λύση ενός προβλήματος, ας πούμε τη δυσκολία εύρεσης τροφής λόγω ανταγωνισμού με άλλα έντομα καλύτερα εξοπλισμένα. Ας υποθέσουμε επίσης ότι αυτό το έντομο χρησιμοποιούσε από πριν μέθοδο εξωτερικής πέψης με έγχυση εντερικού υγρού στο θύμα του, και μ’αυτό κατά νου η εξέλιξη της κατανάλωσης χιλιοποδαρουσών δεν είναι δύσκολο να την υποθέσουμε. Μπορεί ορισμένες απ’τις προνύμφες αρχικά να επιτίθενταν σε χιλιοποδαρούσες, τις οποίες άλλες φορές τις άφηναν ήσυχες εξαιτίας των χημικών τους όπλων, ενώ άλλες φορές προλάβαιναν να τις χτυπήσουν, όμως μετά έφευγαν πιο πέρα για να μην έρθουν σ’επαφή με τις τοξίνες, κι έπειτα επέστρεφαν να φάνε ό,τι μπορούσαν. Από εκεί ίσως έμεινε η συμπεριφορά αυτών των εντόμων να μένουν λίγο πιο πέρα μέχρι να πεθάνει το θύμα τους. έπειταμε κάποιες τυχαίες μεταλάξεις, που συνέβαιναν έτσι κι αλλιώς, η σύσταση κάποιων ουσιών του πεπτικού υγρού άρχιζε ν’αλλάζει προς περισσότερο νευροκατασταλτική παρά πεπτική, πιθανόν με την αντικατάσταση κάποιων μορίων στις χημικές δομές τους, και η συγκεκριμένη μετάλλαξη επιλέχθηκε αμέσως, αφού επέτρεπε στα έντομα να τις παραλύουν αποτελεσματικότερα πριν προλάβουν να εκκρίνουν το δηλητήριό τους. Αυτό έπειτα τελειοποιήθηκε, και τώρα έχουμε μπροστά μας τη συγκεκριμένη συμπεριφορά και δράση, η οποία, μέχρι η χιλιοποδαρούσα να εξελιχθεί να δρα νωρίτερα, πράγμα που δεν ξέρω κατά πόσο θα γίνει μιας κι αυτό το έντομο είναι προς το παρόν σπάνιο, παραμένει αποτελεσματική. Κάπως έτσι λειτουργεί η δαρβινική εξέλιξη με φυσική επιλογή σε όλα τα είδη.

Advertisements