Owadzia seksmisja

Biomonitoring to badanie stanu środowiska i obserwacja zachodzących w nim zmian. Pomocne w tym działaniu są organizmy wskaźnikowe, fachowo nazywane bioindykatorami. Przykładem takich organizmów są powszechnie występujące na drzewach porosty, czy też larwy wodnych organizmów budujące domki, czyli chruściki. Charakteryzują się one wąskim zakresem tolerancji na określone parametry środowiskowe, takie jak np. zasolenie wody, czy stężenie zanieczyszczeń. Niekiedy już sama obecność danego organizmu może być traktowana jako wskaźnik. Odpowiedzią na zmiany w środowisku może być spadek lub wzrost liczebności populacji, zmiany w strukturze liczności płci, czy też występowanie danych morf, czyli różniących się między sobą form. Przykładem polimorficznego organizmu jest ślimak z rodzaju wstężyk, który charakteryzuje się dużym zróżnicowaniem w zabarwieniu muszli, oraz zróżnicowanej liczbie pasków, bądź ich braku na skorupce. Istnieją hipotezy, iż występowanie danych morf uzależnione jest podłoża, na którym bytują ślimaki - im osobnik jest mniej widoczny dla drapieżników, tym więcej ma szans na przeżycie i wydanie potomstwa.

W swojej pracy doktorskiej chciałabym zająć się między innymi problemem polimorfizmu samic z gatunku Dytiscus marginalis, którego polska nazwa to pływak żółtobrzeżek. Są to duże, drapieżne chrząszcze wodne (długość ich ciała wynosi ok. 3 cm), które polują na drobne bezkręgowce, także na organizmy biowskaźnikowe, np. larwy chruścików, co może chwilowo powodować zmianę liczebności takich gatunków, ale w warunkach naturalnych drapieżnictwo nie powoduje całkowitego zniknięcia ofiary. Pływaki są często spotykane w różnorodnych zbiornikach wodnych, głównie dlatego, iż posiadają one szerokie spektrum tolerancji ekologicznej. Osobniki gatunku Dytiscus marginalis znalazły jednak swoje zastosowanie także przy ocenie czystości i klasyfikacji wód - chrząszcze z rodziny Dytiscidae należą do biologicznych elementów Polskiego indeksu biotycznego (BMWP-PL), czyli metodzie stosowanej przy monitoringu rzek w Polsce.

U badanych przeze chrząszczy można zaobserwować zróżnicowane formy w obrębie tej samej płci. U samców spotyka się dwa typy narządów kopulacyjnych oraz zróżnicowaną liczbę przyssawek na odnóżach pierwszej i drugiej pary. U samic polimorficznymi cechami są typy pokryw, czyli przekształconych skrzydeł pierwszej pary (mogą być one żeberkowane lub gładkie) oraz rodzaje pokładełka, struktury służącej do składania jaj. Początkowo istniały hipotezy dotyczące dopasowania do siebie poszczególnych form obu płci, szczególnie jeśli chodzi o liczbę przyssawek na odnóżach samców i sposób urzeźbienia pokryw samic. Żeberkowane pokrywy miały być zabezpieczeniem, przed zbyt częstą kopulacją, która przebiega w sposób dramatyczny, a zwiększanie ilości przyssawek samców – odpowiedzią na owe żeberka. Kopulacja odbywa się pod wodą, a chrząszcze, jako owady oddychające tlenem atmosferycznym muszą co jakiś czas podpływać do powierzchni, by zaczerpnąć powietrza pod pokrywy. Samica ma utrudnione to zadanie, jako, że na jej grzbiecie znajduje się cięższy i większy samiec, który z reguły decyduje o kierunku ruchu. Jednak podczas kopulacji samce umieszczają swoje przyssawki w miejscach o gładkich powierzchniach lub w niewielkim stopniu żeberkowanych, co może świadczyć, że wytworzenie żeberek nie koniecznie miało na celu utrudnienie kopulacji. Brak również szczegółowych badań potwierdzających tę hipotezę. O czym więc mogą świadczyć te dwie formy? Stosunek liczby form gładkich i żeberkowanych różni się w obrębie różnych gatunków z rodzaju Dytiscus w zależności od występowania geograficznego. Obszary występowania różnią się warunkami środowiskowymi. Być może miejsca te również różnią się czynnikami, które warunkują liczniejsze występowanie określonej formy.

Podczas zbierania przeze mnie materiału interesującym zjawiskiem było to, iż w miejscach, w których Dytiscus marginalis występował niegdyś dość licznie, łowiły się pojedyncze osobniki interesującego mnie gatunku lub nie było ich wcale. Można zastanowić się, co spowodowało taką sytuację, zwłaszcza, że warunki środowiskowe nie uległy diametralnym zmianom, a chrząszcze te, jak wspomniałam wcześniej tolerują szeroki zakres wartości różnych czynników. Może wynikać to z większej ostrożności pływaków lub też pojawienia się jakiegoś czynnika limitującego występowanie tego gatunku, w tym właśnie miejscu.

Głównym celem, jaki chciałabym osiągnąć byłoby zbadanie, jakie mechanizmy powodują kształtowanie się takiej, a nie innej struktury liczebności samic żeberkowanych i gładkich w populacjach, i określenie, jakie elementy mogą wpływać na dany stan. Na ile wpływają na to czynniki genetyczne, a na ile środowiskowe. Jeśli byłoby to skorelowane w jakiś sposób z warunkami otoczenia, struktura ilościowa poszczególnych morf mogłaby odzwierciedlać konkretne parametry środowiska. Nie tylko polimorfizm wspomnianych wcześniej elementów mógłby być brany pod uwagę, ale także polimorfizm rozmiarów, czy też struktury płci. U badanego przeze mnie gatunku to samce przeważają ilościowo w populacjach. Może to wynikać z konfliktu płci, czyli z faktu, iż samce i samice ponoszą różne koszty podczas parowania, jednak kwestia ta nie jest do końca wyjaśniona.

Sam polimorfizm pokryw samic pociąga za sobą pytanie – czy żeberkowane pokrywy pełnią ściśle określoną funkcję? Bo czy zabezpieczanie się samic przed kopulacją rzeczywiście ma sens? W komedii Juliusza Machulskiego z 1983 roku, mimo całej armii perfekcyjnie przygotowanych samic dwóm samcom udało się złamać, wydawałoby się doskonale przygotowaną przez nie linię obrony i zrobić, co do nich należało, zachowując tym samym ciągłość gatunku. Dlaczego i chrząszczom nie miałoby się udać?

Joanna Flisińska