Výskum slovenských vedcov zo SAV zverejnil prestížny medzinárodný časopis Naturwissenschaften. Všimli si ho aj najvýznamnejšie svetové portály vrátane webstránok magazínov Science a New Scientist.
Začneme od konca. Súhrn poznatkov stáročia trvajúceho výskumu svetielkujúcich organizmov preukázal pozoruhodnú závislosť.
Svetielkujúce organizmy žijúce v moriach patria často k veľmi primitívnym skupinám napriek faktu, že svetielkovanie u nich vzniklo nezávisle najmenej 40-krát.
Najstaršie fosílie dokonca preukazujú svetielkovanie už v devóne (viac ako 400 milión rokov). Fosílie svetielkujúcich stavovcov aj bezstavovcov v druhohorách sú už bežné.
Na súši je situácia úplne iná. Vďaka štúdiu novej skupiny svetielkujúceho hmyzu – svetielkujúcich švábov ostalo jasné, že všetky tri (a iba tri ) skupiny:
1) svetlušky a príbuzné svetielkujúce chrobáky v rátane kováčikov a ich lariev osvetľujúcich celé termitiská
2) jaskynné muchy osvetľujúce siete do ktorých lovia jaskynný hmyz
3) nedávno objavené svetielkujúce šváby
sú veľmi moderné, najviac 65 milión rokov staré.
Čo je svetielkovanie
Svetielkovanie, alebo bioluminiscencia je zväčša biochemická reakcia luciferínu s druhovo špecifickým enzýmom luciferázou, pri ktorej dochádza k vylúčeniu svetla.
Farba je rôzna, od infračervenej až po modrú. Svetielkujú samotné organizmy, alebo vzácnejšie orgány, v ktorých sú umiestnené symbiotické svietiace baktérie.
Nedávno opísané mnohoštetinavce dokonca zhadzujú svietiace bomby, ktorými mätú predátora rovnako ako lietadlová obrana mätie teplom navádzané rakety protivzdušnej obrany.
Metabolická záťaž je len 37% oproti oddychovaniu, čo je omnoho menej ako chôdza – obrovská výhoda pri vyhľadávaní a výstražnom signáli.
Ukryté pod svetlom
Aká je teda funkcia svetielkovania? Pred tým než vzniklo svetielkovanie, u organizmov vznikla potreba antioxidácie a práve svetelné systémy sú výrazným antioxidantom.
Takže svetielkovanie bolo užitočné ešte pred tým ako vzniklo. No a po vzniku je dodnes dokumentovaných dvadsať rôznych funcií svetielkovania (najvýznamnejšou je komunikácia slúžiaca k obrane aj útoku).
U našej skupiny svietiacich švábov sme preukázali pozoruhodnú funkciu: šváby sú pod svetlom doslova schované a to vďaka svetielkujúcim kováčikom z rodu Pyrophorus.
Kováčiky sú síce menšie, majú ale svoje lampáše na krajoch štítu, zatiaľ čo šváby rodu Lucihormetica ich majú v strede.
Výsledný efekt je teda rovnaký. A pretože sú kováčiky toxické, pre šváby je ich mimikry, čiže napodobňovanie veľmi efektívne. Potrebujú na to ale tmu.
Kováčiky svetelné znečistenie znášajú dobre a žijú aj v mestách – vtáky ich vďaka ich jedovatosti veľmi dobre poznajú. Šváby síce napodobňujú svetlo, ale ak je aj v okolí svetla priveľa, dravec ho rýchlo odhalí a skonzumuje.
Preto žijú len v oblastiach úplnej tmy, mimo miest a osvetlenia.
Takéto šváby sú však veľmi vzácne. Z trinástich druhov je až deväť známych len z jediného jedinca.
A náš novoobjavený druh Lucihormetica luckae má proste smolu. Nielenže bol videný len raz, jeho lokalita na úpätí sopky Tungurahua bola úplne zničená erupciou 5. decembra 2010.
Dúfajme, že predsa len schovaný v džungliach Ekvádoru stále prežíva a naša štúdia nebude jedinečná.
Unikátny výskum
Svetielkujúci orgán sme študovali v Medzinárodnom Laserovom Centre v Bratislave a s použitím µCT (1000x citlivejšie ako CT používané v medicíne) na Ústave merania SAV.
Takéto skúmanie vôbec nie je bežné - nielenže je prostredie reakcie úplne izolované od tela, ale na povrchu sa nachádza doslova reflektor (podobný sklu na automobilových svetlách), ktorý svetlo rozptyľuje do priestoru.
Je teda významným príspevkom ku poznaniu svetelných hier, konkrétne svetelného mimikry.
Existujú dravé svetlušky, ktoré tiež napodobňujú svetelné signály svojej koristi. Rod Photuris vie dokonca napodobniť svetelný signál (a to nie jednoduchý) piatich rôznych druhov koristi.
Korisť odpovedá svojim vlastným trikom – napodobní svetelný signál iného druhu, čo dravca zmätie a začne svetielkovať nevhodne.
No a vrcholom je napodobňovanie napodobňovania, čiže mimikry mimikier – samček druhu Photinus macdermotti totiž napodobňuje signály predátorov a ak sa k nemu a jeho samičke blíži rival a kandidát na rozmnožovanie, napodobní jednoducho zle odpovedajúceho predátora a tak ho zaženie.
Naše šváby sa za svetlo iba schovávajú. Pod lampou...
Autor je paleobiológ, Geologický ústav SAV
Zdroj: Vršanský, P., D. Chorvát, I. Fritzsche, M. Hain & R. Ševčík, 2012. Light-mimicking cockroaches indicate Tertiary origin of recent terrestrial luminescence. Naturwissenschaften, 5 August online. doi 10.1007/s00114-012-0956-7
Autor: Peter Vršanský
