Sciencemag.cz
Doporučujeme
K fundamentálním teoriím popisujícím vývoj života na Zemi patří fenomén v anglické literatuře označovaný jako „cost of reproduction“, tedy v překladu něco jako „cena za rozmnožení“. Jedná se o negativní vztah mezi dlouhověkostí a životaschopností jedince na straně jedné a jeho rozmnožovacím potenciálem či mírou jeho rozmnožení na straně druhé; v zásadě tedy platí závislost, že čím více potomků, tím kratší život rodičů.
Fenomén „cost of reproduction“ je sice téměř jako pravidlo pozorován u nejrůznějších organismů, platí zde ovšem jedna podstatná výjimka a tou je sociální hmyz. Jsou to totiž paradoxně jedinci reprodukčních kast sociálního hmyzu dožívající se mnohonásobně vyššího věku než nereprodukční jedinci téhož druhu. Až nevídaným příkladem nepoměru mezi mírou rozmnožení a „běžnou“ délkou života jsou zástupci některých druhů termitů, u nichž se reprodukční jedinci, tedy král a královna, dožívají padesáti či šedesáti let, zatímco dělníci či vojáci v jejich koloniích žijí jen několik týdnů či měsíců. Sice ne tolik extrémní, ale i tak dostatečně veliké jsou rozdíly v dlouhověkosti u včely medonosné, kde se průměrná, obvykle sterilní včelí dělnice dožívá okolo jednoho měsíce, kdežto včelí matka, ač klade i několik tisíc vajíček denně, se může dožít i několika let.
Jedná se o markantní rozdíly, a to nejenom mezi jedinci v rámci jednoho druhu organismů, ale je třeba zdůraznit, že i mezi geneticky příbuznými jedinci v rámci jedné kolonie. Z toho tedy plyne podstatný závěr, že předpoklad pro dlouhověkost v rámci sociálního hmyzu nemá jakékoliv genetické opodstatnění a že dlouhověkost je dána rozličným nastavením fyziologických podmínek v závislosti na potřebách kolonie. Molekulární či fyziologická podstata extrémní dlouhověkosti u reprodukčních kast sociálního hmyzu dosud nebyly rozluštěny, stejně jako s určitostí nebyl vysvětlen ani fenomén „cost of reproduction“.
Věkový polyetismus u včely medonosné
Ve společenství včely medonosné (Apis mellifera) existují dvě samičí kasty – královny a dělnice. V porovnání s královnami včelí dělnice vykazují tzv. věkový polyetismus, tedy dělbu práce určovanou v závislosti na stáří jedinců. Zhruba první tři týdny od vylíhnutí se život každé dělnice odehrává ve stadiu mladušky, tj. úlové včely zajišťující chod včelstva uvnitř úlu, přičemž v prvních dnech mladuška funguje jako čistička, kdy čistí jednotlivé buňky plástu, v období od 6. do 16. dne věku pracuje jako kojička, tedy krmí vyvíjející se larvičky, případně pečuje o matku a tvoří její suitu. Přibližně od 12. dne věku mladuška staví či opravuje včelí plásty, funguje jako strážkyně česna a v konečné fázi se zabývá zpracováním nektaru, který odebírá od včel přilétajících do úlu, zpracovává jej a jako med ukládá do plástů. Zhruba ve věku 21 dnů končí stadium mladušky a včela se stává létavkou, jejímž úkolem je sběr pylu, nektaru, propolisu a vody (obr. 2–6). Není třeba zdůrazňovat, že přechod ze stadia mladušky do stadia létavky je na behaviorální úrovni včely, tedy z pohledu jejích denních návyků a chování, poměrně dramatickým zvratem, který je nadto umožněn významnými fyziologickými změnami, spojenými s reorganizací centrální nervové soustavy a změnami na úrovni genové exprese. Příkladem fyziologických změn je u létavek zakrnění hypofaryngeálních žláz, které kojičky používají ke krmení včelího plodu.
Věkový polyetismus dělnic v pravém smyslu ovšem funguje jen v rámci včel letní generace, tj. včel líhnoucích se přibližně od března do začátku srpna. Naproti tomu dělnice zimní generace, které se líhnou v době vrcholného léta či ke konci léta a jejichž primární úlohou je udržet existenci včelstva přes celé zimní období až do následujícího jara, pracují ve včelstvu rovnocenně, bez specializací k jednotlivým úkonům. Zimní včely se v průběhu zimy společně podílejí na udržení teplotně optimálního prostředí uvnitř zimního chomáče a zhruba od poloviny zimy, tedy dostatečně dlouho předtím, než začne první jarní snůška pylu a nektaru, začínají jako kojičky společně vychovávat nově se vyvíjející včely letní generace. Mimo to zimní včely také zajišťují první jarní snůšky.
Kromě fyziologických rozdílů, které umožňují dělbu práce ve včelstvu, existují mezi jednotlivými skupinami včel rozdíly také v průměrné délce života a rychlosti procesu stárnutí. U letních včel je průměrná délka života okolo čtyř až pěti týdnů s tím, že proces stárnutí je výrazně urychlen po přechodu z mladušky v létavku, naproti tomu proces stárnutí je utlumen u zimních včel, které se dožívají osmi či devíti měsíců. Co se týče včelích matek, ty se sice v běžných produkčních včelstvech udržují nanejvýš jako tříleté, ale v přirozených podmínkách se matky mohou dožít šesti, či dokonce osmi let, což jsou možná údaje poněkud extrémní, ale na druhou stranu skvěle dokládají to, že potenciál dlouhověkosti včelí matky je skutečně obrovský.
Pokud bychom hledali příčiny rozdílů v délce života včel, při letmém posouzení bychom patrně přišli s vysvětlením, že délka života včely zcela jistě souvisí jen s mírou její přepracovanosti. Platí přece, že zrychlený proces stárnutí nastává právě ve fázi létavky, a naopak dlouhověkostí je obdařena dělnicemi opečovávaná včelí matka, případně zimní včely, které jsou v létě poněkud stranou úporné práce v úle a poté v zimě po dlouhé měsíce jen společně „odpočívají“ ve skrytu zimního chomáče uvnitř úlu. Nicméně fyziologická či molekulárně biologická data jasně naznačují, jak bude detailněji popsáno dále v textu, že tato souvislost je do určité míry pouze zdánlivá a že skutečné příčiny rozdílů dlouhověkosti u včel jsou mnohem sofistikovanější.
Tento text je úryvkem z knihy
Radmila Čapková Frydrychová: Včela medonosná – stárnutí podle programu
Academia 2017
O knize na stránkách vydavatele
