Ziemia jest zdominowana przez człowieka, którego działalność przyczynia się do gwałtownego spadku unikalnej różnorodności życia na planecie. Jednak gdyby ustawić wszystkie skatalogowane istoty na ziemi w jednym rzędzie, to co czwartą z nich byłby… chrząszcz! Co jest więc przyczyną tego, że tak znaczącą część istot naszego Globu stanowią te niewielkie owady? O komentarz w tej kwestii poprosiliśmy dr. hab. Stanisława Knutelskiego z Zakładu Entomologii Instytutu Zoologii i Badań Biomedycznych na Wydziale Biologii UJ.

Dodatkowy rozgłos tej pracy przyniosły 3 nazwy nowo opisanych przez Ratcliffe`a (2018) gatunków, które zostały zapożyczone od imion smoków z serialu telewizyjnego „Gra o tron”. Zanim odpowiem na te pytania, najpierw kilka słów o przytoczonej monografii (Ratcliffe 2018).

Autor przedstawił w niej klucz do identyfikacji 56 gatunków i 4 podgatunków wraz z ich: opisami, diagnozami, rozmieszczeniem geograficznym i występowaniem środowiskowym oraz informacje o poznanych historiach życiowych niektórych z nich, a także kolorowe ilustracje wszystkich gatunków i fotografie niektórych ich siedlisk. Wśród tych taksonów są opisy nowych dla wiedzy światowej gatunków: Gymnetis amazona – z amazońskiego regionu Brazylii, Kolumbii i Peru; Gymnetis aurantivittae – z amazońskiego regionu Brazylii, Peru, Kolumbii i Gujany; Gymnetis drogoni – z Kolumbii, Ekwadoru, Brazylii, Argentyny i Paragwaju; Gymnetis merops – z Peru; Gymnetis puertoricensis – z Puerto Rico; Gymnetis rhaegali – z Gujany Francuskiej; Gymnetis thula – z Teksasu, Luizjany i Florydy w USA oraz bezpośredniego obszaru przygranicznego w Meksyku; i Gymnetis viserioni – z Panamy, Kolumbii i Ekwadoru. Wyznaczył on także neotypy (nowe, zastępcze okazy typowe, wyznaczane w przypadku zniszczenia lub zagubienia holotypów – okazów typowych oryginalnej serii) i lektotypy (okazy lub ilustracje taksonów wskazane jako typ nomenklatoryczny w sytuacji, kiedy autor opisu nowej nazwy gatunkowej taksonu nie wskazał holotypu w pierwszej publikacji diagnozy taksonomicznej lub holotyp zaginął, bądź został zniszczony, lub holotyp opisuje więcej niż jeden takson) oraz przedstawił nowe synonimy dla wielu gatunków. Dla niektórych z nich utworzył również poprawiony status, a kilka wcześniejszych nomina nuda (taksony o nieustalonej przynależności systematycznej, których nazwy przypominają nazwy naukowe, którymi pierwotnie mogły być, ale tak się nie stało, ponieważ nie zostały opublikowane wraz z odpowiednim opisem) opisał i są one obecnie już rozpoznawane.

A teraz fakty odnośnie tezy prof. Ratcliffe’a. Według publikacji niektórych autorów (More i in. 2011, Knutelski 2018) znamy (opisane i skatalogowane) 1 244 360 gatunków wszystkich istot na Ziemi (tab. 1), a wg niedawnych danych „Catalogue of Life checklist” poznano dotychczas 1 639 624 gatunki wszystkich organizmów żyjących na tej planecie. Wśród nich jest 10 860 gatunków bakterii (łącznie Archea i Bacteria) oraz 386 755 gatunków chrząszczy (Bouchard i in. 2017). Z tego wynika, że chrząszcze (Coleoptera) stanowią ok. 31%, biorąc pod uwagę dane More i in. (2011) lub 24% gatunków – „Catalogue of Life checklist” wszystkich znanych nam istot naszego Globu. Znaczy to, że co czwarty lub trzeci gatunek na świecie to chrząszcz. Niewiarygodne, ale prawdziwe! Zatem, potwierdzam tezę prof. Ratcliffe`a (2018), która jest jak najbardziej uprawniona.

Czym właściwie jest „istota”?

Istota, esencja, eidos (gr. είδος, łc. essentia), jest pojęciem filozoficznym i jest wiele różnych definicji wyjaśniających ten termin w zależności od uprawianych lub wyznawanych ideologii rozmaitych autorów. W biologii potocznie jako istotę traktuje się gatunek, a w rzeczywistości istotą jest każdy organizm, jeżeli mamy na myśli całość życia na Ziemi. 

A co w takim razie z bakteriami?

Znacznie mniej (10 860) jest dotychczas opisanych gatunków bakterii niż chrząszczy (386 755 gatunków). Gdyby jednak liczyć każdego osobnika (co jest obecnie raczej niemożliwe), to pewnie bakterii, jako bardzo maleńkich organizmów (0,2-750 μm) byłoby najwięcej. Mając jednak na myśli gatunki, bakterie pozostają w dole rankingu.

Skąd więc tak duża różnorodność chrząszczy?

Kiedyś grupa teologów zapytała Haldane`a, brytyjskiego biologa i genetyka, jednego z twórców genetyki populacyjnej – co można wnioskować z badań co do natury Stwórcy nad Jego stworzeniem, odpowiedział – niezwykła sympatia do chrząszczy.

Coleoptera (chrząszcze) są najbardziej różnorodnym i bogatym w gatunki rzędem Insecta (owady), nie tylko w obrębie Metazoa (wielokomórkowce), ale w ogóle wśród wszystkich grup organizmów żyjących na Ziemi i żadna inna grupa istot im nie dorównuje pod względem różnorodności i bogactwa gatunków.

Występują na wszystkich kontynentach i wyspach, w niemal wszystkich naturalnych siedliskach lądowych oraz słodkowodnych, a nawet morskich. Odżywiają się prawie każdym rodzajem materii organicznej, żywej lub martwej, około 3/4 gatunków to roślinożercy (fitofagi), zarówno w stadium larwalnym, jak i dorosłym, żyjące w lub na roślinach, drewnie, grzybach i wielu przechowywanych produktach, w tym zbożach, tytoniu i suszonych owocach. Najstarsze znane skamieniałe owady przypominające jednoznacznie chrząszcze pochodzą z okresu dolnego permu, czyli około 270 mln lat temu. Z czasem ich więcej przybywało niż ubywało (Smith i Marcot 2015). Znaczy to, że charakteryzują się względnie wysokim tempem specjacji (Farrel 1998; Hunt i in. 2007) i niskim tempem ekstynkcji, prawie nieistotnym statystycznie (Smith i Marcot 2015) w porównaniu z innymi grupami organizmów. Obecnie jest tak wiele gatunków chrząszczy prawdopodobnie dlatego, że starsze filogenetycznie nadal się dobrze mają i/lub pojawiają się nowe. Ich różnorodność i bogactwo gatunkowe wiąże się także z ich ekstremalną różnorodnością morfologiczną, ekologiczną i behawioralną oraz dywersyfikacją najbardziej bogatych w gatunki współczesnych linii ewolucyjnych.

Chrząszcze są niezwykle elastycznymi i zdolnymi do przystosowania się do zmieniających się warunków i sytuacji. Dla przykładu, przedstawiciele podrzędu Polyphaga (wielożerne) charakteryzują się szeroką dietą: od glonów oraz roślin żywych i martwych w różnej postaci, przez inne żywe (drapieżnicy) lub martwe (nekrofagi) zwierzęta, po ich wytwory i odchody (koprofagi). Zdolność chrząszczy (podobnie jak wielu innych grup owadów) do przeobrażenia z delikatnych i miękkich larw do uskrzydlonych form dorosłych (imagines) opancerzonych silnym oskórkiem (kutikulą) oraz twardymi pokrywami (pierwsza para skrzydeł), a także odpowiednio przystosowanym do różnego rodzaju pokarmu gryzącym aparatem gębowym i odnóżami do życia w różnych środowiskach wskazują, że ​​mogą one korzystać z rozmaitych typów siedlisk podczas różnych etapów życia i adoptować się do coraz to nowych warunków życia, które pojawiały się na naszej planecie.

Zdolności te mogły być napędzane przez współradiację z roślinami okrytozalążkowymi (kwiatowymi) oraz innymi grupami zwierząt lądowych, a szczególnie ssakami, a także zmianami geologicznymi i klimatycznymi, głównie w kredzie (od 145 do 65 mln lat temu). Przejście na rośliny okrytozalążkowe zapewniło chrząszczom wejście do wielu nowych nisz ekologicznych i niektóre z nich różnicowały się w specjalizujące się linie, żywiąc się różnymi częściami roślin (korzeniami, liśćmi, kwiatami, owocami, nasionami, itp.). Ta dywersyfikacja wówczas pobudziła radiacje adaptacyjną. Linie rodowe chrząszczy przestawiały się na żerowanie na roślinach kwiatowych wiele razy podczas ich historii ewolucyjnej. Wydaje się jednak, że sukces ewolucyjny chrząszczy nie jest głównie wynikiem ani wyjątkowego tempa dywersyfikacji, ani dominującej roli gatunków roślinożernych oraz wzrostu liczby taksonów roślin okrytonasiennych w kredzie. Wskazuje na to przedkredowe  pochodzenie ponad 100 współczesnych linii filogenetycznych, sugerujące, że bogactwo gatunków chrząszczy jest przede wszystkim efektem przetrwania wielu linii rodowych i trwałego ich zróżnicowania w różnych niszach ekologicznych już we wcześniejszych okresach geologicznych.

Dr hab. Stanisław Knutelski

Źródło:

Ratcliffe B.C. 2018. A Monographic Revision of the Genus Gymnetis MacLeay, 1819 (Coleoptera: Scarabaeidae: Cetoniinae). Bulletin of the University of the University of Nebraska State Museum. Vol. 31.

Mora C., Tittensor D.P., Adl S., Simpson A.G.B., Worm B. 2011. How Many Species Are There on Earth and in the Ocean? PLoS Biol. Vol. 9(8).

Knutelski S. 2018. Różnorodność Biotyczna Dobrostanem Ludzkości. Polish Journal for Sustainable Development. Vol. 22(1).

Bouchard P., et al. 2017. Biodiversity of Cleopatra. Insect Biodiversity: Science and Society. Vol. 1.

Smith D.M., Marcot J.D. 2015 The fossil record and macroevolutionary history of the beetles. Proc. R. Soc. B. Vol. 282.

Farrel B.D. 1988. “Inordinate Fondness” Explained: Why Are There So Many Beetles?. Science. Vol. 281.

Hunt T., et al. 2007. A Comprehensive Phylogeny of Beetles Reveals the Evolutionary Origins of a Superradiation. Science. Vol. 21.

-------------------------------------

Ciekawe? Zobacz także:

• Modraszki, bogatki, szmaragdziki i piłodziób
• Czym jest krzyżowanie roślin? Gatunki dzikie i storzone przez człowieka
• Kilka trudnych pytań o pszczoły