O pasjonującym królestwie owadów, o motylach, które upodabniają się do pszczół, o sposobach na drapieżniki, o mimikrze akustycznej i zapachowej i ważnych badaniach naukowych – mówi dr Marta Skowron Volponi, entomolog z Wydziału Biologii Uniwersytetu w Białymstoku.

Dr Marta Skowron Volponi - entomolog z Wydziału Biologii Uniwersytetu w Białymstoku: W naturze, gdy walczysz o przetrwanie, to wszystkie chwyty są dozwolone. Owady potrafią oszukiwać drapieżniki, udając, że są kimś innym, niż w rzeczywistości. To oczywiście duże uproszczenie, bo te przystosowania kształtowały się na przestrzeni milionów lat. Bezbronne gatunki, aby uniknąć ataku, mogą imitować morfologię, czyli budowę zewnętrzną, zachowanie, wydawane dźwięki, a nawet zapach groźnych czy trujących owadów lub innych zwierząt.

Pytam o to w kontekście motyli z rodziny przeziernikowatych, które imitują osy lub pszczoły i którymi zajmuje się Pani naukowo. Niedawno o Pani badaniach można było przeczytać w serii o polsko-włoskiej współpracy naukowej autorstwa Stacji Naukowej Polskiej Akademii Nauk w Rzymie, na blogu BMC - wydawcy wielu czasopism naukowych czy na blogu Novataxa opisującym gatunki nowe dla nauki. Na czym w praktyce polega mimikra, czyli upodobnianie się do innych zwierząt?

Przezierniki to szczególnie ciekawa rodzina motyli. Wszyscy jej przedstawiciele, bez wyjątku, imitują inne owady, najczęściej błonkówki, czyli osy, pszczoły, trzmiele, ale też przedstawicieli mniej znanych rodzin błonkoskrzydłych, np. męczelkowate, gąsienicznikowate, smukwowate czy nastecznikowate. Dla niewprawnego oka, przeziernik w niczym nie przypomina motyla, jest tak podobny do os, że bywa chwytany przez hymenopterologów – specjalistów od błonkówek – którzy dopiero po przyjrzeniu się owadowi z bliska rozumieją swój błąd. W ostatnich latach znaleźliśmy też dwa tropikalne gatunki, które w toku ewolucji upodobniły się do jaskrawoczerwonych, drapieżnych pluskwiaków. Przezierniki zdradza ciało pokryte typowymi dla motyli łuskami czy charakterystyczna ssawka do pobierania płynnego pokarmu (chociaż niektóre gatunki są jej pozbawione i w ogóle się nie odżywiają w stadium imago – dorosłym). Nawet jeżeli naśladowca nie wygląda całkiem jak „model”, czyli osa lub pszczoła, nadrabia imitowaniem behawioru błonkówek, np. ich trajektorii lotu (aspektu, który badałam w ramach doktoratu), czy bzycząc w podobny sposób. Te niezwykłe akustyczne podobieństwa badam w ramach projektu  finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki w konkursie Sonatina, realizowanego na Uniwersytecie w Białymstoku oraz Uniwersytecie w Turynie.

Czy mimikra jest sposobem na przetrwanie?

Dokładnie. Drapieżnik dwa razy się zastanowi, nim zaatakuje owada trującego, zdolnego boleśnie użądlić czy w inny sposób agresywnego. Dlatego udawanie takich zwierząt zwiększa szanse na przetrwanie motyla, który nie ma możliwości, aby skutecznie się obronić. Oczywiście mimikra nie działa na wszystkich. Są drapieżniki, które wyspecjalizowały się w polowaniu na osy, za nic mając ich próby żądlenia, tym bardziej więc nie zrobi na nich wrażenia bezbronny naśladowca błonkówek. 

W Białymstoku w sposób szczególny przyglądała się Pani, a raczej przysłuchiwała mimikrze akustycznej. W jaki sposób były prowadzone te badania? Biegała Pani z mikrofonem za owadami?

Nie biegałam z mikrofonem za owadami. Wspólnie z moim mężem Paolo Volponi, który jest filmowcem przyrodniczym, opracowaliśmy nowatorski sposób nagrywania dźwięków owadów w locie – właśnie napisałam metodologiczną pracę na ten temat. Częścią systemu jest miniaturowy kierunkowy mikrofon wychwytujący niskie częstotliwości bzyczenia latających owadów. Na przestrzeni dwóch lat zrealizowaliśmy kilkaset nagrań czternastu gatunków owadów: przezierników, zawisaków oraz błonkówek, naśladowców oraz „modeli” mimikry.  Następnie, we współpracy z prof. Francescą Barbero i dr hab. Lucą Casacci z Uniwersytetu w Turynie, obliczyliśmy parametry akustyczne uzyskanych dźwięków i porównaliśmy je. Mogę już powiedzieć, że podobieństwa występują w niektórych parach przeziernik-osa, a w innych nie. Tzn. mimikra akustyczna występuje w rodzinie przeziernikowatych, ale nie u wszystkich jej przedstawicieli, a być może po prostu nie znaleźliśmy jeszcze właściwego „modelu” do porównania. Być może najciekawszą i najbardziej innowacyjną częścią tych badań jest eksperymentalna weryfikacja, czy mimikra akustyczna faktycznie działa w konfrontacji z drapieżnikiem. Z pomocą studentki z Turynu przeprowadzałam eksperymenty behawioralne z dzikimi rudzikami w ich naturalnym środowisku, puszczając im bzyczenie os oraz ich motylich naśladowców. Reakcje ptaków są niezwykle fascynujące! Jeszcze nie zdradzę, których dźwięków się boją, a których nie, bo jesteśmy w trakcie opracowywania wyników eksperymentów.

Bada też Pani mimikrę zapachową. Jak częste jest to zjawisko?

W porównaniu z innymi rodzajami mimikry, rzadkie. Ciężko jest np. „pachnieć jak pszczoła” pszczołą nie będąc, gdyż na zapach owada składa się nie jeden, a wiele związków chemicznych pokrywających oskórek oraz związków lotnych. Dodatkowo sprawę utrudnia fakt, że wiele owadów, szczególnie społecznych, samodzielnie kreuje swój zapach, zbierając różne wydzieliny roślinne, np. żywicę. To oznacza, że ten sam gatunek może różnie pachnieć zależnie od środowiska, w którym żyje. Przy takiej zmienności trudno, aby w toku ewolucji naśladowcy wykształcili dokładnie te same mieszanki chemiczne, co ich modele mimikry. Czasami jednak wystarczy częściowe podobieństwo, by zmylić drapieżnika czy też gospodarza - bo mimikra chemiczna, jeśli już występuje, to najczęściej u pasożytów, dla których niezwykle korzystnie jest posiadać podobny profil chemiczny do swoich żywicieli, kiedy trzeba np. niezauważenie wniknąć do gniazda mrówek czy pszczół.

Na ile strategie imitacyjne owadów pozwalają im skutecznie odstraszyć lub zmylić drapieżniki?

Bezpośrednich obserwacji ataków drapieżników na zwierzęta wykazujące mimikrę, czy też badań weryfikujących skuteczność mimikry, szczególnie behawioralnej, jest bardzo mało, bo są to po prostu metodologicznie bardzo trudne eksperymenty. Wiemy np., że dźwięki o wysokiej częstotliwości wydawane przez niektóre gatunki amerykańskich gąsienic zawisaków odstraszają ptaki, podobnie jak bzyczące nietoperze naśladujące osy. Pająki imitujące strydulację (wydawanie dźwięków poprzez pocieranie różnych części ciał) os z rodziny żronkowatych są rzadziej zjadane przez inne drapieżne pająki oraz gekony. Mam nadzieję dołożyć swoją cegiełkę do badań skuteczności mimikry.

Czyli faktycznie w królestwie zwierząt jest tak, jak napisał Bates w 1862 roku, że gatunki bezbronne czerpią korzyści z upodobnienia się do gatunków posiadających mechanizmy obronne.

Tak, chociaż ciężko to naukowo udowodnić.

Owadami zajmuje się Pani naukowo od kilku lat. I to z sukcesami, o czym świadczą liczne stypendia, staże. Obecnie przebywa Pani na stażu zagranicznym we Włoszech. Wcześniej realizowała Pani już badania m.in. w Malezji i Tajlandii. Co jest najbardziej fascynującego w królestwie owadów?

Owadami zajmuję się od czwartego roku życia, na pewnym etapie musiałam jedynie usystematyzować swoje badania z racji wieku (uśmiech). Jednak te sześcionożne bezkręgowce obserwuję i badam z taką samą fascynacją, co w dzieciństwie. Najbardziej zachwyca mnie różnorodność owadów i ich niezwykłe adaptacje. Istnieją owady przystosowane do niemal każdego środowiska na ziemi, wykazujące przeróżne strategie przetrwania, od kamuflażu, imitacji czy aktywnego odstraszania drapieżników, po wyrafinowane pasożytnictwo czy przystosowania do warunków ekstremalnych. Istnieje nawet muchówka, której larwy bez najmniejszego problemu rozwijają się w ropie naftowej, toksycznej dla większości organizmów.

Ludzie, oprócz kilku gatunków, raczej nie doceniają i nie lubią owadów. Rzadko uważają ich za sprzymierzeńców. Niesłusznie?

Takie myślenie jest nie tylko niesłuszne, ale też niebezpieczne. Przede wszystkim pamiętajmy o tym, że produkcja żywności dla człowieka w dużej mierze opiera się na pracy owadów. Bez nich ludzie nie będą mieć warzyw i owoców, a zwierzęta hodowane na mięso nie będą miały co jeść. Choć produkowanie mięsa w laboratorium czy klonowanie roślin to technologie już funkcjonujące, nigdy nie będziemy w stanie osiągnąć takiej wydajności, jak zapylacze i nie wyprodukujemy żywności dla ośmiu miliardów ludzi bez ich pomocy.
Nie lubię jednak mówić o owadach tylko w kontekście ich bezpośredniej użyteczności dla człowieka. Chciałabym, aby każdy zrozumiał, że nie wystarczy pszczoła miodna, by utrzymać ludzki świat przy życiu. Kluczowe jest zachowanie bioróżnorodności, bogactwa gatunkowego owadów. Należy skończyć z obsesją na punkcie pszczoły miodnej, która żadnej ochrony nie potrzebuje, bo jej ściśle wyselekcjonowane linie genetyczne są hodowane na ogromną skalę. Stawianie uli nie ma nic wspólnego z autentyczną ochroną środowiska, wręcz przeciwnie, silniejsze pszczoły miodne wypierają ze środowiska inne gatunki pszczół, wygrywając z nimi konkurencję o ograniczone zasoby pokarmowe. Zamiast tego proponuję zająć się utrzymaniem istniejących i rekonstruowaniem zniszczonych siedlisk, które zapewnią warunki do życia wielu gatunkom zapylaczy i innych zwierząt. Owady są podstawą funkcjonowania ekosystemów, stanowią nie tylko bazę pokarmową wyższych poziomów troficznych, ale odgrywają kluczową rolę w obiegu materii organicznej. Zjadają ogromne ilości roślin, które rozrastałyby się bez żadnej kontroli, gdyby nie one. Konsekwencje braku takiej kontroli możemy obserwować w przypadku roślin inwazyjnych, np. nawłoci kanadyjskiej, występującej w Polsce. W miejscach, do których zostały zawleczone, często brakuje owadów, które mogłyby takie rośliny jeść, wynikiem czego jest niekontrolowana ekspansja gatunków inwazyjnych i tworzenie niezwykle szkodliwych środowiskowo monokultur. Proszę też sobie wyobrazić, jak by wyglądała nasza rzeczywistość, gdybyśmy nie mieli armii sześcionogich sprzymierzeńców sprzątających nasze otoczenie z padliny i odpadków organicznych

Nie samymi owadami naukowiec żyje. Podobno bierze Pani udział w produkcji filmu dokumentalnego o malajskim tygrysie.

Zgadza się, w tym roku rozpoczęliśmy produkcję filmu dokumentalnego o walce o przetrwanie tygrysa malajskiego w azjatyckiej dżungli. Wraz z mężem, który – jak już wspomniałam - jest filmowcem przyrodniczym, prowadzę Fundację ClearWing na rzecz Bioróżnorodności (www.clearwingfound.com), która jest producentem filmu. Do Malezji podróżuję regularnie od 2012 roku na badania motyli z rodziny przeziernikowatych. Od ośmiu lat w ekspedycjach i badaniach towarzyszy mi mój mąż. Tak się składa, że przezierniki występują dokładnie w tym samym środowisku, co tygrysy, te ostatnie są jednak na skraju wymarcia w Malezji, pozostało tylko około 150 osobników.
Będąc w malezyjskim lesie deszczowym, natknęliśmy się na dramat kłusownictwa tygrysów i poznaliśmy lokalnych mieszkańców, którzy poświęcają swoje życie, by chronić te zwierzęta. Tak powstał pomysł nakręcenia filmu dokumentalnego o rozgrywającej się walce o przetrwanie tego charyzmatycznego gatunku i o niesamowitych ludziach, dzięki którym tygrys jeszcze nie wymarł. Udało nam się uzyskać częściowe finansowanie na ten cel od Polskiego Instytutu Sztuki Filmowej i obecnie szukamy dalszego wsparcia, by zamknąć budżet produkcji. Mamy nadzieję, że nasz film przyciągnie uwagę świata do Malezji i pomoże uzyskać środki na ochronę tygrysa i - co bardzo ważne - na zachowanie jego siedliska, czyli malezyjskiego lasu deszczowego. Dla mnie tygrys, choć oczywiście sam w sobie jest zwierzęciem absolutnie zapierającym dech w piersi, jest znakomitą „twarzą” potrzeby ochrony środowiska. Charyzmatycznym symbolem, dzięki któremu, miejmy nadzieję, uda się zachować azjatyckie lasy, a wraz z nimi bogactwo gatunkowe owadów, w tym przezierników.

Dziękuję za rozmowę.

Rozmawiała Marta Gawina

Fot. Paolo Volponi