Zagadki żywych klejnotów, czyli po co owadom jaskrawe kolory

Chrząszcz ten jest bodaj najpiękniejszym z naszych żukowatych: rosłym, pokrytym grubym, starannie wygładzonym pancerzem o głębokiej zielonej barwie, z której na słońcu błyskają złote refleksy. Rzadko się go widuje – nie siada na kwiatach jak mniejsze spokrewnione z nim gatunki: kruszczyca złotawka, kwietnica różówka czy zacniki. Rozwija się w dziuplach umiejscowionych wysoko na pniach, a lata wysoko w koronach drzew. Znalazł się na czerwonej liście gatunków zagrożonych, prawnie chronionych. Zobaczony przeze mnie nieszczęsny owad żył jeszcze i poruszał głową oraz czułkami.

Jak kwietnica znalazła się na ścieżce z metodycznie wyrwanymi nogami? Moje podejrzenia szły na początku w stronę dziecięcej makabrycznej zabawy. Jednak w następnych latach znalazłem w sąsiedztwie pierwszego znaleziska jeszcze dwie podobnie okaleczone kwietnice. Spowodowało to zmianę myślenia o domniemanych sprawcach tego działania. Ptaki? Jeżeli tak, to krukowate. Należąca do nich sroka (złodziejka) jest powszechnie znana z ozdabiania gniazda świecidełkami. Z leśnych krukowatych mamy kruka, sójkę i orzechówkę, żyjącą w górach. A więc może kruk? Przypomniało mi się, że kiedyś odwiedzałem w celach towarzyskich kruka wyraźnie znudzonego prezentowaniem się jako egzemplarz wystawowy w warszawskim ogrodzie zoologicznym. Gdy mnie widział, ożywiał się i chwytał w dziób połyskujący w słońcu kapsel, leżący na podłodze klatki. Kładł go przy mnie z zachętą, abym mu go odrzucił. Gdy to robiłem, biegł po kapsel i zanim mi go ponownie przyniósł, wydawał z gardła bulgocący dźwięk oraz wykonywał z kapslem w dziobie autentycznie śmieszne ruchy ciałem. Potem kładł go przede mną, abym powtórzył zabawę. Jestem przekonany, że zamiast kapsla przedmiotem zabawy mogłaby się stać złocąca się w promieniach słońca (i pozbawiona możliwości chodzenia) kwietnica okazała!

Ewolucyjne przyczyny takiego zachowania krukowatych nie są w pełni zrozumiałe. Jedna z koncepcji sugeruje, że ptaki zbierają błyskotki jako elementy dekoracyjne do swoich gniazd, co może pomóc w przyciąganiu partnerów lub wskazywać na jakość gniazda. Inna teoria sugeruje, że zbieranie błyskotek to forma manipulacji społecznej w celu zdobycia uwagi innych osobników lub zyskania wyższej pozycji w hierarchii.

Ptakom podobni?

Także wśród ludzi przedmioty połyskujące czy jaskrawe budzą odruch adoracji i chęć posiadania. Szlachetne kamienie i metalowe błyszczące cacka noszone są powszechnie w formie biżuterii. Wiele kultur na całym świecie nadal wierzy w ich uzdrawiającą moc. Mówi się nawet, że wydobywają energię z innych planet. Ile jest „kultury”, a ile „natury” w tej przedziwnej adoracji błyskotek? Mówiąc inaczej, w jakiej części adorację lśniących przedmiotów odziedziczyliśmy po naszych odległych zwierzęcych przodkach? Może nawet tak odległych jak owady czy pająki? (O „jubilerskich chrząszczach” wykorzystywanych w sztuce pisałem szerzej w artykule „Niezwykła kariera bogatków”, „WiŻ”, nr 6/2017).

Ozdabianie ciała cackami jest bodajże tak stare jak ludzkość, a nawet starsze, bo połyskujące dodatki powstały u zwierząt na długo przed pojawieniem się rodzaju Homo. Ekologia behawioralna, badająca biologiczny sens zachowań, nazywa takie ozdoby badges, czyli odznaki. Używają ich przede wszystkim samce w celu uwodzenia samic. Prym wiodą tu wzrokowce, a więc zwierzęta oceniające wartość partnera po wyglądzie. Wzrokowcami są ptaki, gady i niektóre ryby, a także pająki, w znacznie mniejszym stopniu ssaki i owady, u których naczelnym zmysłem taksującym partnera jest powonienie. Człowiek stanowi wśród ssaków wyjątek; zagubił w meandrach ewolucji kluczowe zastosowanie bodźców zapachowych w kontaktach społecznych. Wprawdzie pozostają one nadal ważne (perfumy!), ale pełnią funkcję drugorzędną.

Innym wyjątkiem u człowieka jest przeniesienie ciężaru imponowania wyglądem na płeć żeńską. U naszego gatunku noszenie ozdób przejęły samice, choć samcom też nie są one obojętne. Od dzieciństwa postrzegamy różnego rodzaju błyskotki jako atrakcyjne cuda. Ozdobiona nimi kobieta wygląda uwodzicielsko. Szlachetne kamienie są obiektem pożądania, a obdarowanie nimi wybranki serca staje się gestem nie tylko oddania, ale też demonstracją dobrej kondycji społecznej, a co za tym idzie – solidnego partnerstwa w związku.

Nie ulega wątpliwości, że „płcią piękną” u ptaków, gadów, niektórych owadów i pająków nie są samice, lecz samce. To one mają imponować wyglądem, prezentować barwne odznaki samicom lub konkurentom: te ich mieniące się w słońcu rozpostarte ogony, wezbrane podgardla, korale koło dzioba! Samiczki tych zwierząt są zwykle skromne, choć nie zawsze potulne. Wybuch barwnego samczego przepychu w tańcach zalotnych możemy obserwować też u niektórych stawonogów, np. u australijskich „pająków pawich” (peacock spiders) z rodziny skakunowatych. Warto obejrzeć ich popisy! Na przykład tu: www.youtube. com/ watch?v=5qkzwG2lLPc. Nieprzypadkowo pająki te są prawdopodobnie najlepiej widzącymi stawonogami.

W tych rzadkich przypadkach, w których samice korzystniej wyglądają, możemy spodziewać się „odwróconej” roli płci. Żeńska donżuaneria z biżuterią występuje np. u rybek z rodziny igliczniowatych. Ich samiczki są bajecznie kolorowe i uwodzicielskie, samce zaś skromniutkie. Dlaczego? Otóż samce tych ryb przyjmują od samic jajeczka do opieki! Samice „nie chcą słyszeć” o potomstwie i zależy im na tym, by uwieść jak najwięcej samców, które wychowają jak najwięcej dzieci. Wśród ptaków występujących zimą na naszym wybrzeżu zdarza się gatunek z rodziny bekasowatych zwany płatkonogiem. Jego samiczki też są kolorowe i zachwycają urodą, a samce – szarobure z podobnych względów! U płatkonogów także samce, nie samice, wysiadują jaja i opiekują się młodymi.

Wzrokowce wśród owadów: motyle dzienne i ważki

Uwodzicielskie odznaki (odblaski, kropki, oka, plamy na skrzydłach) zdarzają się u samic niektórych gatunków motyli dziennych. Może im bowiem zależeć na poligynii, czyli seksie z wieloma partnerami. Ale nie tylko o plemniki tutaj chodzi. Okazało się, że samiec w czasie kopulacji dokarmia samicę! Razem z plemnikami przekazuje jej porcję „wkładu ojcowskiego” – substancji odżywczych, które ona wchłania do krwiobiegu i przeznacza na produkcję jaj. Opiekuńczy gest samca poprzedzony jest obustronną wymianą sygnałów wzrokowych. U takich motyli jak mieniaki, modraszki czy perłowce odblaskowe plamy na skrzydłach pełnią uwodzicielską funkcję u obu płci. Partnerzy mogą nawzajem, na podstawie intensywności tych plam, oszacować wiek i witalność kandydata do związku. Na marginesie: ważnym elementem błysków jest ultrafiolet – dla nas kompletnie niewidoczny składnik barw.

U ważek wszystko przebiega „normalnie”. Zalotne są samce. U wielu gatunków są one znacznie pyszniej ubarwione niż samice. Nasz letni pobyt nad rzeką urozmaicają pląsające nad wodą świtezianki – ważki o płynnych, powolnych, dostojnych ruchach. Te z metalicznie granatowym korpusem i skrzydłami to samce. W miejscach, gdzie w wodzie znajduje się mnóstwo wodorostów, mogą ich być chmary. Samiczki są zielonkawe i mniej rzucają się w oczy (także innym ważkom i drapieżnikom). Pląsy ważek to ciągła kłótnia o terytorium. Kępa wodorostów stanowi dla samic atrakcyjne miejsce umieszczenia jaj. Jeżeli w pobliżu wystaje z wody patyk, to rychło usiądzie na nim samiec i będzie odganiał nadlatujących co chwila uzurpatorów. Jeżeli będzie to samica, to samiec wykona przed nią zalotną akrobację, starając się ją nakłonić, aby przysiadła nieopodal. Wtedy chwyci ją cążkami wystającymi na końcu odwłoka za szyję – przednią część tułowia specjalnie wyprofilowaną na tę okoliczność. Ten chwyt spowoduje u samicy odruch podgięcia odwłoka i kontakt jej narządów płciowych z wtórnymi przydatkami płciowymi samca u podstawy jego odwłoka, zaopatrzonymi wcześniej w porcję plemników w akcie, który można nazwać samokopulacją. Następnie dochodzi u samca do energicznych ruchów odwłokiem do przodu i do tyłu, co powoduje przesuwanie znieruchomiałej samicy. Nie jest to jeszcze przekazywanie plemników, ale… czyszczenie samicy z plemników pozostałych po kopulacji z innym samcem. Samo przekazanie plemników nastąpi tuż przed rozłączeniem się pary. Na te wszystkie zabiegi samca samica musi się zgodzić. Ustalono, że ważnym czynnikiem wpływającym na jej decyzję jest intensywność niebieskiego barwnika (z grupy tzw. barwników żółciowych) na skrzydłach i korpusie samca, wzmocniona odblaskowymi, jubilerskimi właściwościami.

Zagadki żywych klejnotów

U owadów gorzej widzących niż ważki i motyle funkcja używania silnie połyskujących elementów ciała pozostaje niejasna, a epatowanie sygnałami wzrokowymi w celu przypodobania się samicom jest raczej rzadkie. Nasze rodzime muchówki z rodzaju Lispe można podejrzeć w słoneczne letnie dni, gdy uganiają się po wilgotnym piasku nad brzegami rzek i jezior. Ich samce mają na przodzie twarzy, u jej podstawy, ssawki usiane odblaskowymi łuskami, za pomocą których przesyłają w kierunku samic „zajączki”.

Bleskotki, bogatki, złotolitki… – takimi nazwami obdarzamy połyskliwe, chciałoby się powiedzieć: szlachetnie ubarwione owady, które w ciepłe słoneczne dni widujemy na liściach, na piaszczystej drodze, na kłodach czy ścianach starych wiejskich budynków. Najwięcej tej żywej biżuterii znajdziemy – poza motylami i ważkami – wśród błonkówek i chrząszczy. Pobłyskujące są także niektóre muchówki i pluskwiaki. Za połyskliwość owadów nie odpowiadają chemiczne barwniki (pigmenty), ale mikroskopijne półprzezroczyste struktury podobne do tych tworzących połyskliwą mieszankę barw na piórach niektórych ptaków. Materiałem, z którego zbudowane są te struktury, jest u ptaków białko – keratyna, a u owadów – organiczny polimer chityna.

Barwy strukturalne wynikają z efektów optycznych: rozpraszania, załamywania lub nakładania się promieni świetlnych padających na ciało owada, wskutek czego powstają takie efekty jak iryzacja (odbijanie światła w różnych kierunkach i o różnych długościach fal, co powoduje pojawienie się migotliwych, zmiennych barw), opalizacja (zamieranie barwy w zależności od kąta padania promieni, spowodowane nakładaniem się promieni świetnych) czy efekt metalicznego połysku – kolor jest tu stały i zależy od odległości między mikropłytkami osadzonymi w kutykuli: w przypadku większego oddalenia płytek powłoki ciała emitują kolory ciepłe (żółty i czerwony), a kiedy są one bliżej siebie, wysyłają całe spektrum kolorów zimnych (od zielonego po nadfiolet).

Ale nas interesuje tutaj nie tyle optyka, ile ekologiczne funkcje błyskotliwego ubarwienia. Jeżeli u wielu owadów nie chodzi o seks (za słabo widzą, aby uwodzić połyskiem), to o co? W rachubę wchodzą dwa zadania: po pierwsze – ochrona przed drapieżnikami wypatrującymi owadów (ptaki, jaszczurki czy bezsieciowe pająki), po drugie – ochrona przed przegrzaniem. Zauważmy, że połyskliwe owady się nie kamuflują. Żyją jawnie, wystawiając się na zagrożenie ze strony rabusiów. Część z nich ma we „krwi” trucizny i repelenty (chrząszcze złotki, oleice i bogatki czy motyle kraśniki) lub żądła (złotolitki, osy szmaragdowe) czy też mocne, zdolne uchwycić za język żuwaczki (chrząszcze trzyszczowate, duże kózkowate, biegacze – te dodatkowo sprejują kwasem). Inne owady, jak niektóre ryjkowce, rośliniarki czy muchówki błyskleniowate, nie są trujące ani agresywne, ale mogą się podszywać pod gatunki z mechanizmami obronnymi. Istnieją też całe zastępy połyskujących pięknych malutkich błonkówek (bleskotki) i malutkich ciem (kibitnikowate, skrzydliniaki), ujawniających swą urodę dopiero pod lupą.

Światło słoneczne odbite od struktur kutykuli jest silnym bodźcem, mocno drażniącym siatkówkę oka drapieżnika. Nawet te ptaki, które uganiają się za błyskotkami w celu ozdoby gniazda lub używają połyskujących plam na upierzeniu w zalotach, mogą za sprawą wrażliwości na rozpoznawanie otoczenia bodźca (tło liścia) lub „pomyślunku” (krukowate zdolne są do skomplikowanych operacji myślowych) nauczyć się rozpoznawać zagrożenie ze strony lśniących owadów.

A względy regulacji temperatury ciała? Owady o jubilerskim wyglądzie są z reguły światłolubne (ang. sun loving animals) i często przebywają na mocno ogrzanych płaszczyznach. Mniej to dotyczy owadów siedzących na liściach. Ze wzrostem temperatury liście zwiększają transpirację, która wydajnie chłodzi ich bezpośrednie otoczenie. Nie mają tego luksusu chrząszcze i błonkówki biegające po gorącym piasku, glinianych bądź skalnych ścianach czy nagrzanych pniach drzew. Teoretycznie silne odbijanie promieniowania słonecznego przez powierzchnię ciała powinno zapobiegać przegrzewaniu organizmu. Wiadomo, że metaliczne powierzchnie odbijają takie promieniowanie, zwłaszcza fale krótkie (zbliżone do ultrafioletu), które przenoszą pewną ilość energii cieplnej. Mogą one także rozpraszać światło, co pomogłoby utrzymać niższą temperaturę ciała. A co wykazały badania? W artykule „Pretty Cool Beetles: Can Manipulation of Visible and Near-Infrared Sunlight Prevent Overheating?” (po angielsku pretty cool może znaczyć „dobrze schłodzone” lub „urodziwe”) Laura Ospina-Rozo i jej współpracownicy z Australii wzięli na warsztat tzw. chrząszcze bożonarodzeniowe (Anoplognathus spp.) z rodziny żukowatych. Większość z nich jest skromnie ubarwiona (brązowo), ale są też gatunki pysznie zielonozłote. Naukowcy badali wpływ metalicznej barwy pokryw tych chrząszczy na wydajność ochrony ich ciała przed przegrzaniem. Różnice między gatunkami nie były duże. Zielonozłote obniżały temperaturę ciała w pełnym słońcu o 3–5°C, przy czym większą rolę odgrywały tu własności refleksyjne metalicznej kutykuli niż rozpraszające. Brązowe chrząszcze mogły jednak kompensować brak metaliczności większymi rozmiarami oraz większą odległością pokryw od odwłoka, co stwarza izolującą poduszkę powietrzną.