Podcast na Rozmnožování živočichů a vzdušnicovci

Kapitoly

Mýtus o rozmnožování

Kopírka versus loterie

Jak se klonovat v přírodě

Výhody genetického mixu

Kdo je kdo: Gonochoristé a hermafrodité

Kvalita versus kvantita: Tvorba gamet

Mnoho nohou

Šestinohá velmoc

Kdo jsou vzdušnicovci?

Proměna dokonalá a nedokonalá

Stonožky versus mnohonožky

Shrnutí a rozloučení

Přepis

Martin: Většina lidí si myslí, že pohlavní rozmnožování je zkrátka to jediné „správné“ a nejlepší. Ale co kdybych vám řekl, že v přírodě je někdy mnohem výhodnější prostě... zkopírovat sám sebe?

Lucie: Přesně tak, Martine. Ta myšlenka, že pohlavní rozmnožování je vždycky evoluční výhra, je obrovský mýtus. Někdy je rychlost a efektivita klíčová a tam vítězí nepohlavní rozmnožování.

Martin: To zní proti všemu, co se obvykle učíme. Jsem zvědavý. Tohle je Studyfi Podcast, pojďme se na to podívat.

Lucie: Jasně. Představ si to jako kopírku versus loterii. Nepohlavní, asexuální rozmnožování, je ta kopírka. Pokud jsi organismus, kterému se skvěle daří v jeho prostředí, proč bys to měnil? Prostě vytvoříš své přesné klony.

Martin: Takže výhody jsou jasné. Je to super rychlé, efektivní a nemusíš ztrácet čas a energii hledáním partnera.

Lucie: Přesně. A předáváš dál 100 % svých genů, které se už osvědčily. Ale je tu obrovský háček. Nulová genetická variabilita. Všichni potomci jsou stejní.

Martin: Což znamená, že když přijde nová nemoc nebo se změní klima... tak může celá populace vyhynout, protože se nikdo nedokáže přizpůsobit.

Lucie: Bingo. A taky se v takové linii hromadí škodlivé mutace. A teď k té loterii – pohlavnímu, sexuálnímu rozmnožování. Tady smícháš geny dvou rodičů a vytvoříš unikátního potomka.

Martin: Takže každý potomek je jako nový los v loterii. Možná bude lepší, možná horší, ale hlavně je jiný. A to dává populaci šanci se adaptovat, že?

Lucie: To je ta hlavní výhoda! Vysoká genetická variabilita je obrovská pojistka do budoucna. Navíc se při tomhle procesu můžou opravit nebo zamaskovat některé škodlivé mutace.

Martin: Ale nevýhody tu taky jsou. Je to pomalé, energeticky náročné... hledání partnera, namlouvací rituály, to všechno něco stojí.

Lucie: Přesně tak. Není to černobílé. Oba způsoby mají v přírodě své místo a svůj smysl.

Martin: Dobře, tak se pojďme podívat na tu „přírodní kopírku“. Jaké jsou hlavní formy nepohlavního rozmnožování?

Lucie: Nejzákladnější je dělení. To známe hlavně u jednobuněčných. Mateřská buňka se prostě rozdělí na dvě dceřiné. U krásnoočka je to podélně, jako když rozepneš zip. U trepky zase příčně, jako když překrojíš okurku.

Martin: To je dobré přirovnání. A co pučení? To zní trochu jako ze zahrádky.

Lucie: Vlastně jo. Na těle mateřského jedince vyroste pupen, taková jeho zmenšená verze. Ten buď odpadne a žije sám, nebo zůstane a vytvoří kolonii. Typickým příkladem je náš nezmar.

Martin: Chápu. A co je to strobilace? To zní hodně vědecky.

Lucie: To je taková specialitka medúz. Představ si přisedlého polypa, který vypadá jako hromádka talířů naskládaných na sebe. A tyhle „talíře“ se postupně od vrchu odškrcují a odplouvají pryč jako malé medúzky.

Martin: Wow, to je fascinující! Taková továrna na medúzy.

Lucie: Přesně. A poslední zajímavý typ je schizogonie, neboli rozpad. To je strategie parazitů, třeba původce malárie. Uvnitř buňky se mnohokrát rozdělí jádro a až pak se buňka najednou rozpadne na obrovské množství dceřiných buněk.

Martin: Dává to smysl. Pro parazita je klíčové se v hostiteli namnožit co nejrychleji a v co největším počtu.

Lucie: Přesně. A teď se vraťme k té naší „loterii“, tedy sexuálnímu rozmnožování. Základem všeho je oplození – splynutí spermie a vajíčka.

Martin: Které může být vnější, jako u ryb, které vypustí jikry a mlíčí do vody, nebo vnitřní, jako u nás savců.

Lucie: Správně. S vnitřním oplozením souvisí kopulace, tedy páření. Ale existuje i takový zvláštní proces, kterému říkáme konjugace. To dělají třeba trepky.

Martin: A to je co? Nějaké rande prvoků?

Lucie: Skoro. Dva jedinci se k sobě přiloží a vymění si část genetické informace. Počet se nezvýší, takže to není rozmnožování v pravém slova smyslu, ale spíš takové genetické oživení.

Martin: Zajímavé. A slyšel jsem o partenogenezi. To je to „panenské početí“?

Lucie: Přesně tak. Je to vývoj jedince z neoplozeného vajíčka. Dělají to třeba mšice, nebo takhle vznikají trubci u včel. Je to takový hybrid mezi oběma světy – technicky je to pohlavní rozmnožování, protože základem je pohlavní buňka, vajíčko, ale bez partnera.

Martin: Dobře, pojďme k tomu, kdo vlastně ty pohlavní buňky produkuje. Co jsou to gonády?

Lucie: Gonády jsou pohlavní žlázy. U samců varlata, produkující spermie, a u samic vaječníky, produkující vajíčka. A podle toho, jak je to v přírodě zařízeno, rozlišujeme dva hlavní stavy.

Martin: Předpokládám, že jeden z nich jsme my – oddělená pohlaví.

Lucie: Ano, to je gonochorismus. Jedinci jsou buď samci, nebo samice. A často se od sebe liší i vzhledem, čemuž říkáme pohlavní dimorfismus. Lev má hřívu, lvice ne. Páv má nádherný ocas, pávice je nenápadná.

Martin: A ta druhá možnost?

Lucie: To je hermafroditismus, neboli oboupohlavnost. Jeden jedinec má funkční samčí i samičí pohlavní orgány. Třeba hlemýžď nebo žížala.

Martin: Takže pro hlemýždě je rande o dost jednodušší. Každý, koho potká, je potenciální partner.

Lucie: Přesně tak! Většinou si ale spermie jen vymění a oplodní se navzájem. Samooplození je poměrně vzácné, protože by tím ztratili tu hlavní výhodu – genetickou rozmanitost.

Martin: Ať už je to jakkoli, na konci jsou vždy pohlavní buňky, gamety. A ty jsou dost speciální, že?

Lucie: Jsou naprosto klíčové. Nesou totiž jen poloviční sadu chromozomů. Až když splynou, vznikne zygota s plným počtem. A vývoj spermií a vajíček, tedy gametogeneze, se řídí úplně jinou strategií.

Martin: Povídej, v čem je ten rozdíl?

Lucie: Je to souboj kvality a kvantity. Spermatogeneze, vývoj spermií, je o kvantitě. Probíhá ve varlatech od puberty až do stáří a cílem je vyprodukovat miliony malých, pohyblivých spermií. Z jedné mateřské buňky vzniknou čtyři.

Martin: Aby se maximalizovala šance, že aspoň jedna dorazí k cíli.

Lucie: Přesně. Na druhé straně oogeneze, vývoj vajíček, je o kvalitě. Začíná už před narozením, pak se na dlouho zastaví a pokračuje v cyklech až v pubertě. A tady z jedné mateřské buňky vznikne jen jedno jediné velké vajíčko.

Martin: Jen jedno? A co ty ostatní?

Lucie: Zbylé tři buňky, takzvaná pólová tělíska, zakrní a zaniknou. Příroda totiž veškerou energii a živiny soustředí do toho jednoho vajíčka, aby mělo co nejlepší start do života po oplození.

Martin: Takže miliony rychlých sprinterů a jedna velká, dobře vybavená cílová rovinka. To je skvělé shrnutí. Díky, Lucie.

Lucie: Rádo se stalo. Je to fascinující svět strategií.

Martin: Když mluvíme o strategiích, pojďme k tvorům, kteří jich mají taky spoustu. A taky spoustu nohou. Mám na mysli mnohonožky a stonožky. Jaký je mezi nimi hlavní rozdíl?

Lucie: Je to skvělá otázka, protože je lidé často zaměňují. Mnohonožky jsou převážně býložravci nebo se živí rozkládajícím se listím. Naopak stonožky jsou dravci. Loví hmyz i menší obratlovce.

Martin: Takže mnohonožka je mírumilovný vegan a stonožka je lovec. Jak se takový pomalý tvor brání?

Lucie: Mnohonožky se při ohrožení často svinou do spirály a vylučují páchnoucí látky. Stonožky to mají jinak. Jejich první pár končetin je přeměněn v jedové čelisti. U nás se ale bát nemusíte, třeba stonožka škvorová je neškodná.

Martin: Dobře, to mě uklidnilo. A co ta největší skupina vůbec? Třída hmyzu.

Lucie: Přesně tak, hmyz je s více než milionem druhů neuvěřitelně rozmanitý. Klíčová je jejich stavba těla, striktně rozdělená na tři části. Hlavu, hruď a zadeček.

Martin: To známe ze školy. Hlava má tykadla a oči...

Lucie: Ano, a různé typy ústního ústrojí. Hruď nese tři páry nohou – proto starší název šestinozí – a většinou i křídla. A zadeček skrývá orgány. Téma je to obrovské. Chtěl by ses teď podívat na systém a zástupce řádů, nebo tě spíš zajímají ty různé typy ústního ústrojí?

Martin: Ani jedno, Lucie. Teda, obojí je super, ale co kdybychom to vzali z vyšší perspektivy? Podívali se na celou tu obrovskou skupinu, kam hmyz vlastně patří... Na Vzdušnicovce.

Lucie: Skvělý nápad! To je totiž evolučně nejúspěšnější parta na souši. Jejich název, Vzdušnicovci, jim perfektně sedí. Víš proč?

Martin: Hádám, že to bude mít něco společného se vzduchem a dýcháním?

Lucie: Přesně tak! Dýchají vzdušnicemi, což jsou vlastně takové tenké trubičky, které rozvádějí kyslík přímo k buňkám. Nepotřebují, aby jim kyslík nosila krev, jako nám.

Martin: Takže jejich krev, nebo spíš krvomíza, nedělá taxíka pro kyslík?

Lucie: Přesně tak. Hemolymfa jen roznáší živiny. Jejich tělo je navíc chráněné pevnou chitinovou kutikulou — vnější kostrou, kterou musí při růstu svlékat.

Martin: A jak je to s jejich vývojem? Z vajíčka je hned dospělý jedinec?

Lucie: Jen u těch nejprimitivnějších, jako jsou třeba rybenky. Tomu říkáme vývoj přímý. Většina hmyzu ale prochází proměnou, neboli metamorfózou.

Martin: Jasně, nedokonalá a dokonalá proměna. To si matně pamatuju.

Lucie: Přesně. U nedokonalé se z vajíčka líhne nymfa, která je podobná dospělci, jen je menší a bez křídel. Třeba u kobylek nebo vážek.

Martin: A ta dokonalá je... dramatičtější?

Lucie: Mnohem! Tam jsou čtyři fáze: vajíčko, larva, kukla a dospělec. Larva, třeba housenka u motýla, vypadá úplně jinak a jí něco jiného než dospělec. Díky tomu si nekonkurují.

Martin: A v kukle se stane ten zázrak. Tělo se v podstatě rozpustí a postaví úplně znovu. Kéž bych se mohl zakuklit před zkouškama a vylíhnout se s hotovými vědomostmi.

Lucie: To by bylo praktické! Ale bohužel to funguje jen u hmyzu, jako jsou motýli, brouci nebo včely.

Martin: Dobře, a co ty další skupiny? Vždycky si pletu stonožky a mnohonožky.

Lucie: To je běžné. Ale rozdíl je jednoduchý. Představ si to takhle: mnohonožka je jako pomalý, obrněný válec. Její tělo je kulaté a na většině článků má dva páry nohou.

Martin: A stonožka je tedy ten rychlý, placatý predátor?

Lucie: Přesně! Je zploštělá, bleskově se pohybuje a na každém článku má jen jeden pár nohou. Je to lovec, kdežto mnohonožka je spíš býložravec nebo rozkladač.

Martin: Takže, abychom to shrnuli. Vzdušnicovci jsou vládci souše hlavně díky své vnější kostře a unikátnímu dýchání vzdušnicemi. A jejich životní cykly s proměnou jsou naprosto fascinující.

Lucie: Přesně tak. Od drobné rybenky přes dravou stonožku až po motýla, který se zrodí z kukly. Je to neuvěřitelně pestrý a úspěšný svět.

Martin: Moc ti děkuju, Lucie, za další skvělé povídání. A vám, milí posluchači, děkujeme za pozornost. Mějte se krásně a u dalšího dílu Studyfi Podcastu zase na slyšenou!

Lucie: Na slyšenou!