Sciencemag.cz
Doporučujeme
Pro zkoumání nejhlubších kořenů evoluce včelí mysli se musíme vrátit zpět v čase. Blanokřídlí (řád hmyzu zahrnující včely, mravence a vosy) se na Zemi objevili poprvé v období triasu před asi 220 miliony let (obr. 2.5). Po planetě se v té době začali potulovat dinosauři a s největší pravděpodobností ještě neexistovaly kvetoucí (krytosemenné) rostliny. Podobně jako u spousty jiných skupin hmyzu, například dvoukřídlých nebo motýlů, byli ancestrální zástupci blanokřídlých zároveň samotáři, ale i tuláky – neměli domov, který by poskytoval úkryt jejich potomkům, a těm ani nesháněli potravu. Samičky kladly vajíčka na vegetaci a larvy se živily rostlinami. Víme to díky mnoha jejich žijícím příbuzným, kteří v tomto způsobu života pokračují dodnes.
Ve spodní juře ale došlo k významné změně způsobu života: někteří blanokřídlí se od rostlinné stravy přesunuli ke speciální formě masožravého životního stylu. Místo kladení vajíček na vegetaci je začali klást na živé živočichy, často býložravé, kteří se zdržovali na vegetaci nebo se do ní zavrtávali. Z vajíček se poté líhly larvy, které svého hostitele zaživa sežraly. Organismům, jež tuto životní strategii praktikují, se říká parazitoidi, aby bylo zřejmé, že se liší od parazitů, u kterých smrt hostitele není pro jejich zdárný vývoj nezbytná. Od okamžiku, kdy na vás blanokřídlý parazitoid naklade vajíčka, máte takřka nulovou naději na přežití – výsledek je téměř jistý.
Jelikož zvířecí hostitelé obvykle obsahují na jednotku objemu více bílkovin než rostliny, byla tato změna životního stylu pro čerstvě vzniklé masožravce výhodná – ovšem jen tehdy, pokud disponovali senzorickými schopnostmi a nervovou soustavou, jež jim umožňovaly vypátrat pohyblivou (a často skrytou) kořist.
To je ale výrazně náročnější úkol než prostě naklást vajíčka na listy, protože živočichové se mohou jak bránit, tak i ukrývat. Řada dnešních parazitoidů je ve vyhledávání hostitelů, například larev hmyzu skrytých pod kůrou stromů nebo zavrtaných hluboko v ovoci, mimořádně zdatná, a jakmile je najdou, zasunou kladélko přesně na správné místo a nakladou vajíčka na larvu, odsouzenou tím k záhubě.
Mnoho druhů se velmi dobře učí rozpoznávat chemosenzorické a vizuální signály, jež indikují přítomnost vhodného hostitele, a některé zapojují i prostorové učení. V obou případech je cílem zabránit opakovanému nakladení vajíček na jednoho hostitele a raději se přesunout někam jinam, kde je nalezení vhodného hostitele pravděpodobnější. Některé z nejpozoruhodnějších výkonů prostorového učení nacházíme právě u parazitoidních blanokřídlých. Příkladem může být lumek Hyposoter horticola, jehož samičky ve svém okolí neustále kontrolují místa s vajíčky vhodných motýlích hostitelů.
Jediné období, kdy může lumek naklást svá vajíčka na vajíčka hostitele, totiž nastává bezprostředně před vylíhnutím hostitelových larev, takže po objevení svého cíle nenaklade lumek vajíčka ihned, ale zapamatuje si polohu hostitelských vajíček a v průběhu několika týdnů se k nim čas od času vrací, aby sledoval jejich vývoj. Nakonec samička přiletí a naklade vajíčka přesně v tom nejpříhodnějším okamžiku. Je to jednoduchá a do značné míry patrně pevně zakódovaná forma plánování a pátrání po budoucích příležitostech.
S využitím téže logiky, jakou jsme ve druhé kapitole uplatnili na evoluci barevného vidění, lze rekonstruovat i stavbu mozku starobylých jurských zástupců blanokřídlých (mezi něž patřil i předek včel). Jinak řečeno, na základě studia mozku současných druhů a jednoduché logiky, podle níž jsou biologické znaky obecně spíše stálé než proměnlivé, můžeme odvodit podobu určitého znaku u předka dnešních živočichů. Pomocí této analýzy dospěly Sarah Farrisová a Susanne Schulmeisterová ze Západovirginské univerzity k závěru, že průvodním jevem jurského přechodu od býložravého k parazitoidnímu způsobu života v jedné větvi blanokřídlých byla i zásadní změna ve stavbě jejich mozku. Takzvaná houbovitá tělesa (viz kapitolu 9), vyšší mozková centra hmyzu, která se podílejí na multisenzorické integraci, učení a paměti, jsou u parazitoidních blanokřídlých (a jejich včelích potomků) ve srovnání s jejich býložravými předky nápadně větší (a členitější, podobně jako savčí mozková kůra). Nový způsob života zjevně vyžadoval dodatečně velkou „výpočetní kapacitu“.
Zanechání vajíček na pohyblivém hostiteli, například ponravě brouka, s sebou samozřejmě nese i významná rizika: vajíčka se mohou uvolnit nebo se hostitel (společně s vajíčky či larvami parazitoida) může stát obětí predátorů, kupříkladu datlovitých ptáků (či kdysi v druhohorách třeba malého dinosaura). A proto někdy na počátku křídy (asi před 140 miliony let) došlo v parazitoidní linii, z níž později vzešly včely, k další důležité změně.
Předchůdci vos a včel začali hloubit hnízda, která skýtala útočiště vajíčkům i rostoucím larvám. Do těchto hnízd přinášeli živou kořist, aby larvám zabezpečili hojnost potravy, a tu paralyzovali, aby zajistili, že kořist nesetřese vajíčka a potrava tak vydrží larvám čerstvá po řadu týdnů (což objevil Jean-Henri Fabre, jak bylo popsáno v kapitole 4).
Nutným předpokladem pro zavedení evoluční novinky v podobě sběru potravy v okolí hnízda, do nějž se jedinec neustále vrací, byla prostorová paměť a nové požadavky tato inovace kladla i na její přesnost. Lumek H. horticola, který zapomene polohu vhodných motýlích vajíček, si může najít jiná. Avšak evoluce nikdy neodpustí matce, která by zapomněla, kde se nachází domov s jejími potomky. U této životní strategie se chyby netolerují.
Jako první zkoumal prostorové učení u hmyzu Jean-Henri Fabre, který upozornil na četné problémy, jimž čelí kutilky rodu Ammophila (které pečují až o tři různá hnízda současně a během léta jich zbudují až deset). Že své hnízdo najdou včely medonosné, Fabreho nepřekvapovalo, neboť je velké, vydává specifický pach a kolem jeho vstupního otvoru neustále poletují jiné včely. Kutilka ale vchod do svého hnízda zakrývá kamínky a pískem, aby po něm zahladila veškeré stopy (obr. 5.1). Jeho polohu dokáže stanovit pouze na základě paměti, což není snadné, jelikož v blízkém okolí se často nacházejí i hnízda dalších příslušníků téhož druhu.
Fabre zdůraznil, že učení, jaké předvádějí kutilky, je založené na jediném pokusu – často vyhloubí chodbu navečer, noc stráví jinde a ráno se neomylně vracejí na správné místo (hnízdo slouží pouze potomkům, nikoli dospělcům).
Je pravděpodobné, že transformace mozku, která probíhala ve stejnou dobu jako raný přechod od býložravého k masožravému způsobu života, přišla vhod v okamžiku, kdy pro hledání potravy kolem ústředního hnízda byla potřebná ještě přesnější prostorová paměť (a jen na okraj – budování hnízd, ač mnohem později, zase usnadnilo evoluci sociality). Je potom poměrně kuriózní, že jedna větev parazitoidních blanokřídlých se překvapivě vrátila k přísně veganskému způsobu života a stala se včelami, živícími se na květech (k tomu došlo asi před 120 miliony let).
Je přitom důležité vědět, že květy kvůli konzumaci nektaru navštěvuje i spousta dospělců parazitoidních blanokřídlých – což se klidně mohlo dít i tehdy, kdy si mohli náhodně nazpět do hnízd donést i určité množství pylu. Někteří jedinci mohli při zajišťování bílkovin pro larvy časem vyměnit maso za pyl květin (stejně jako maso je i pyl bohatý na bílkoviny) a u toho už zůstali.
Hermann Müller (1829–1883; viz citát na začátku kapitoly) byl německý biolog, který se pokoušel aplikací darwinistických principů porozumět evoluci vzájemného vztahu rostlin a opylovačů. Tvrdil, že kromě zajišťování potravy potomkům a budování hnízd byla další důležitým prvkem evoluce včelí inteligence nutnost vypořádat se se stále složitější morfologií květů.
Kutilky nejsou parazitoidi, ale predátoři, kteří sbírají více jedinců kořisti pro svoje larvy (pozn. recenzenta).
úryvek z knihy:
Lars Chittka: Včelí mysl
Academia 2025
O knize na webu vydavatele
Když se řekne včela, většina lidí si představí včelu medonosnou a někteří si vzpomenou i na několik druhů čmeláků. Na světě však existuje více než 20 000 druhů včel a ty sociální tvoří vedle mnoha samotářských jen malou část. Ačkoli nám mohou zástupci různých druhů včel připadat jako nemyslící, naprogramované a zaměnitelné entity, skutečnost je zcela odlišná a mnohem zajímavější, jak ve své knize ukazuje německý biolog Lars Chittka…
