Przystanek nauka - portal Uniwesytetu Śląskiego w Katowicach

Jak białe duszki

Mączliki to niepozorne owady, których formy dorosłe łatwo rozpoznać, są bowiem bardzo charakterystyczne. Można odnieść wrażenie, że ich ciało pokryte jest mąką, stąd też ich nazwa. Z wyglądu przypominają ćmy. Prof. Jowita Drohojowska przyznaje, że sam Linneusz miał przez to kłopot z ich klasyfikacją i błędnie przyporządkował pierwszy opisany gatunek do motyli. Są to jednak pluskwiaki, o czym wiemy dziś, dzięki wykorzystaniu znacznie dokładniejszej aparatury badawczej.

– Znamy ponad 1700 gatunków mączlików rozmieszczonych na całym świecie. Są uciążliwymi szkodnikami roślin, nie są też wybredne. Żerują na roślinach klasyfikowanych przez botaników do ponad 140 rodzin, co pokazuje ich rozmach – mówi entomolożka.

Można je spotkać na dolnej stronie liści. Za pomocą specjalnego kłująco-ssącego aparatu gębowego wysysają soki, wydalając jednocześnie cukry. Słodkie odchody oblepiają roślinę, zapychając aparaty szparkowe. Ich pojawienie się sprzyja rozrostowi grzybów na roślinie, która przez to zaczyna chorować. Co więcej, mączliki mogą być wektorami różnych chorób wirusowych.

– Z punktu widzenia hodowców mamy więc do czynienia ze szkodnikami. Ale to trudny przeciwnik. Ich jaja praktycznie nie są zauważalne, dopiero w czwartym stadium larwalnym, zwanym puparium, wprawne oko mogłoby je dostrzec. Wtedy zwykle jest już za późno – wyjaśnia badaczka.

– To nie wszystko. Osobniki dorosłe potrafią latać i trzeba przyznać, że to naprawdę świetni lotnicy, mogą się szybko przemieszczać. Nic więc dziwnego, że obecnie przeznacza się ogromne środki na badania, które pomogłyby skutecznie z nimi walczyć. Jak na razie jednak efekty nie są zbyt satysfakcjonujące – komentuje naukowczyni.

Prof. Jowita Drohojowska jest entomolożką. Nie zajmuje się poszukiwaniem nowych środków owadobójczych, ale wyniki jej badań pozwolą lepiej poznać te wyjątkowe owady. Interesuje ją filogeneza mączlików, a więc ich droga rozwoju: pochodzenie wraz ze zmianami ewolucyjnymi. Bada zarówno kopalne, jak i współczesne formy tych pluskwiaków.

– Co ciekawe, klasyfikacja znanych nam dzisiaj mączlików bazuje na cechach ostatniego stadium larwalnego. Charakterystyka osobników dorosłych wielu gatunków nie jest znana, a w nielicznych przebadanych przypadkach morfologia ta nie była szczegółowo porównywana ani wykorzystywana w celu zrozumienia pokrewieństwa pomiędzy poszczególnymi grupami tych owadów. Tymczasem znane nam mączliki kopalne, z wyjątkiem jednego gatunku, reprezentowane są wyłącznie przez dorosłe formy – mówi biolożka.

– Postanowiłam wypełnić tę lukę badawczą. W ubiegłym roku otrzymałam dofinansowanie projektu w konkursie OPUS Narodowego Centrum Nauki, co było dla mnie miłym zaskoczeniem. Badania podstawowe, a takimi są badania filogenezy, są rzadko wybierane do finansowania. W tym przypadku okazały się na tyle ważne, że otrzymałam środki na ich realizację.

Inkluzje bursztynowe

W ramach projektu entomolożka prowadzi szczegółowe studia budowy morfologicznej dorosłych form mączlików, zarówno gatunków kopalnych, jak i współczesnych. Do badań pozyskała już ponad 200 bryłek bursztynu z dobrze zachowanymi inkluzjami mączlików ze złóż na terenach: Libanu, Chin, Birmy, Francji, Polski, Niemiec, Danii, Ukrainy oraz Indii. Materiały te datowane są od dolnej kredy do późnego neogenu.

– Nie mam oczywiście prywatnej kolekcji inkluzji. Idea tych badań polega na otwartym dostępie do nauki. Pozyskuję materiał na czas analiz od kuratorów kolekcji owadów na całym świecie, którzy zawsze chętnie udostępniają swoje okazy naukowcom – podkreśla badaczka. Jak dodaje, zdarza się, że można znaleźć ciekawe obiekty w serwisach aukcyjnych, jednak dobra praktyka wśród naukowców na całym świecie jest taka, że już w artykule prezentującym wyniki badań zaznacza się, do której kolekcji należy materiał i jaki ma nadany numer katalogowy. Chodzi o to, aby inni mogli zawsze do niego sięgnąć i zweryfikować przeprowadzone analizy.

Być jak Linneusz

W bursztynie „zatopionych” jest mnóstwo informacji o owadach, dlatego obiekty te mają sporą przewagę nad odciskami zwierząt w skałach osadowych. Gdy badacz otrzymuje nowy okaz, najpierw sprawdza najważniejsze cechy morfologiczne i przyporządkowuje je do rodziny, rodzaju i gatunku. Jeśli zauważa, że ma do czynienia z nowym gatunkiem lub nawet rodzajem, rozpoczyna od opracowania diagnozy. Diagnoza powinna zawierać zestaw cech mówiących, że jest to odrębny takson, inny od dotychczas znanych. Odrębne zestawy cech muszą być diagnostyczne dla rodzajów i gatunków. Powinny się również odnosić do podobieństw, sugerujących ewentualne pokrewieństwa pomiędzy wydzielanymi taksonami. Wykorzystuje się do tego różne nowoczesne techniki mikroskopowe i obrazujące, a w przypadku form współczesnych można próbować wykorzystać badania molekularne. Niestety, tu też mączliki są bardzo kłopotliwym obiektem badawczym.

Następnym krokiem jest dokumentacja obserwacji za pomocą zdjęć, pomiarów i rysunków. Konieczne jest przygotowanie szczegółowego opisu okazu oraz informacji geologicznych dotyczących jego pochodzenia, wieku itd. Jeśli badany okaz reprezentuje nowy takson, nadaje się mu oficjalną łacińską nazwę naukową zgodnie z regułami Kodeksu nomenklatury zoologicznej. Kolejne kroki to przygotowanie manuskryptu do druku i rejestracja nowo tworzonych taksonów w bazie ZooBanku.

– Ukazanie się pracy to wyjątkowy moment. Nawet jeśli naukowiec umiera, pozostaje nazwa taksonu, nazwisko i rok opublikowania. Opisałam dotąd ponad 60 nowych dla nauki taksonów, ale liczę, że jeszcze wiele odkryć przede mną – podkreśla naukowczyni.

Dodaje także, że raz w życiu zdarzyło jej się opisać nowy międzyrząd, co jest bardzo rzadkie w rzeczywistości naukowej współczesnych entomologów.

– Pracowaliśmy na materiale ze złóż bursztynowych w Birmie. Zaczęłam badać okaz i zauważyłam, że mam do czynienia z połączeniem cech mączlików i psylli. Na początku pomyślałam, że to mutant i że nie warto poświęcać mu więcej czasu. Potem jednak podobne okazy dostałam jeszcze z kolekcji z Chin i Libanu. Wszystkie miały te same niespotykane cechy. To nie mógł być przypadek – opowiada badaczka.

– Trzy lata analizowaliśmy każdy detal. Przeprowadziliśmy analizę filogenetyczną opartą na cechach morfologicznych wszystkich znanych współczesnych i kopalnych taksonów podrzędu Sternorrhyncha. W efekcie okazało się, że opisaliśmy nie tylko nowy gatunek i nowy rodzaj, ale też nowe: rodzinę, nadrodzinę i międzyrząd. To absolutna rzadkość. Gdy wysłaliśmy wyniki do redakcji, artykuł był recenzowany aż przez siedmiu ekspertów, którzy ostatecznie potwierdzili nasze odkrycie – podkreśla.

Katapulta i wosk

Na co dzień entomolodzy zajmują się opisywaniem i klasyfikowaniem cech kolejnych pozyskanych okazów. – Nawet jeśli rzadko odkrywamy coś nowego, praca ta jest interesująca i daje dużo satysfakcji – mówi prof. Jowita Drohojowska.

– Mączliki to wyjątkowe owady. Ich postać dorosła jest charakterystycznie biała, a to dlatego, że mają ciało pokryte... woskiem. Wspominałam już, że wydalają duże ilości cukrów. Gdyby pokryły ich ciało, wówczas narażałyby się na atak grzybów – wyjaśnia entomolożka. Bronią się przed tym w dwojaki sposób.

Po pierwsze, na odwłoku mają specjalne pola woskowe. Za pomocą odnóży rozprowadzają wyprodukowany wosk po całym ciele. W równomiernym rozsmarowaniu wosku pomaga także przewężenie między tułowiem a odwłokiem, które sprawia, że ciało jest bardziej elastyczne. Po drugie, mają specjalny aparat działający jak katapulta, dzięki któremu potrafią strzelać odchodami jak najdalej od swojego ciała. W poruszaniu się pomagają im trzy pary odnóży krocznych oraz dwie pary skrzydeł. Pożywienie zbierają, jak przystało na piersiodziobe, za pomocą specjalnego aparatu kłująco-ssącego przylegającego do piersi.

Na podstawie wyników badań realizowanych w ramach projektu przygotowana zostanie specjalna matryca cech morfologicznych mączlików, na podstawie której będzie można analizować stopień pokrewieństwa badanych gatunków, z przedstawieniem drzewa filogenetycznego. To z kolei pozwoli prześledzić i scharakteryzować ewolucję poszczególnych cech morfologicznych oraz ich znaczenie w klasyfikacji tych pluskwiaków.

Małgorzata Kłoskowicz

Artykuł został opublikowany w Gazecie Uniwersyteckiej UŚ" [nr 9 (319) czerwiec 2024]