Jak saranče zapomínají

Saranče stěhovavá (Locusta migratoria) ohrožuje každoročně asi desetinu světové úrody. Za běžných podmínek nepředstavuje tento hmyz problém, protože žije víceméně samotářsky. Pokud ale zaprší a růst vegetace nabízí dostatek potravy, sarančata se rychle množí. Koncentrace velkého počtu jedinců na malém prostoru nastartuje radikální proměnu celého organismu. Čínští vědci přečetli kompletní genom saranče stěhovavé a odhalili celou řadu genů, které jsou za přestavbu organismu sarančí zodpovědné. Výsledky jejich výzkumu zveřejnil přední vědecký časopis Nature Communications.

Saranče má největší genom ze všech živočichů, jejichž dědičná informace byla dosud kompletně přečtena. V každé buňce těla saranče se nachází molekuly DNA tvoření celkem 6,5 miliardami písmen genetického kódu. To je dvojnásobek dědičné informace člověka. Saranče toho nedosahuje vysokým počtem genů. Ten se pohybuje kolem 17 000 a odpovídá běžným počtům genů u jiných druhů hmyzu. Člověk disponuje asi 23 500 geny. Genom saranče stěhovavé je „nafouknutý“ mnohonásobně zmnoženými úseky tzv. „skákajících genů“, které nekódují žádné vlastnosti. Saranče od nich zřejmě neumí svou dědičnou informaci „očistit“ tak efektivně jako jiní živočichové, a proto jí genom tak „zmohutněl“.

Přechod ze samotářské na pospolitou formu je u saranče stěhované velmi rychlý. Hmyzu k němu stačí jen několik hodin. Přitom se mění nejen tělesná stavba a zbarvení, ale řada tělesných funkcí. Pospolitá forma jinak hospodaří s energií, protože podniká dlouhé lety v obrovských hejnech a energetické nároky tohoto kočovného života jsou enormní. Migrující saranče má také aktivovány enzymy, které ji obrní proti účinku rostlinných jedů. V „mezipřistáních“ mezi dlouhými přelety saranče konzumují obrovská množství potravy. Každá z nich sežere denně víc než sama váží. Přitom si nevybírá a požírá rostliny, jež jsou pro osaměle žijící formu jedovaté. Saranče se jimi sama neotráví, ale skladuje toxiny v organismu. Chrání se tak před přirozenými nepřáteli, kteří se k migrujícím hejnům sarančí stěhovavých stahují jako k bohatě prostřené hodovní tabuli. Svou nestravitelnost dává saranče všem nepřátelům jasně najevo i změnou barvy těla na výstražnou žlutou.

Saranče stěhovavé v pospolité fázi|foto: licence Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Unported, University of Cambridge

Britští a portugalští vědci studovali změnu potravních návyků sarančí stěhovaných během proměny ze samotářské na pospolitou formu. Výsledky jejich studie zveřejněné v předním vědeckém časopise Current Biology odhalily, jak se během několika hodin proměny na pospolitou formu tomuto hmyzu zcela přebuduje nervový systém.

Jednotlivě žijící saranče mají svou oblíbenou potravu, kterou vyhledávají, a toxickým rostlinám s hořkou chutí se vyhýbají. Tohle se saranče poměrně rychle naučí. Už během čtyřhodinového „přestavbového“ období ale saranče ztrácí schopnost učit se, co jí chutná a co ne. Je to důmyslná adaptace, protože v téhle fázi života si saranče nemůže potravu vybírat a musí sežrat všechno, nač přijde. Jinak jí hrozí smrt hladem. Ostatní saranče kolem všechno spasou.

Saranče stěhovavá v samotářské formě|foto: licence Creative Commons Attribution-ShareAlike 2.0, Gilles San Martin

Saranči, která proměnu na pospolitou formu dokončila, se paměť vrací, ale v notně pozměněném stavu. Saranče jsou s to rozeznat své oblíbené chutě. Vzpomínky na potravu, které se vyhýbaly, se jim ale zcela „převrátí“. Nechutnou toxickou potravu začnou vyhledávat a konzumovat. Jedy z ní pak mohou využít k vlastní obraně. U pospolité formy saranče se mění i celkový mechanismus ukládání informací o potravě do paměti. Svědčí o tom doba, jakou potřebují k osvojení nové informace. Zatímco jednotlivě žijící saranče zvládne uložení nových faktů do paměti během 4 hodin, pospolitě žijící forma na to potřebuje 24 hodin.

Zdroj: Nature Communications, University of Cambridge, Current Biology