Owady z powodzeniem skolonizowały niemal wszystkie środowiska słodkowodne i stanowią ponad 60 proc. zamieszkujących je gatunków zwierząt. Nie są jednak znane żadne owady wodne zamieszkujące głębiny otwartego oceanu.

Dotychczas uważano, że owady nie skolonizowały oceanów z powodu swojej fizjologii - ich wypełnione powietrzem tchawki ulegałyby implozji pod wpływem wysokiego ciśnienia hydrostatycznego.

Tymczasem larwy muchówek Chaoborus edulis, które rozwijają się w Malawi, zwanym też Niasa, jednym z największych i najgłębszych jezior Afryki, codziennie opuszczają się na głębokość 200 metrów. Robią to by uniknąć zjedzenia przez ryby (Malawi jest jeziorem zamieszkanym przez najwięcej gatunków ryb na świecie - samych tylko pielęgnic jest ponad 700 gatunków).

Chaoborus edulis należy do rodziny wodzieniowatych (Chaoboridae), której aż sześciu przedstawicieli występuje w Polsce. Dorosłe wodzienie przypominają komary (ale nie kłują), natomiast larwy są tak przezroczyste, że trudno je dostrzec, ale rybom się to udaje. Znane pod nazwą szklarki, larwy są częstym pokarmem ryb, także akwariowych.

Jak sama nazwa wskazuje, Chaoborus edulis (po łacinie edulis znaczy „jadalny”) to gatunek zjadany także przez miejscową ludność – mieszkańców Malawi, Tanzanii czy Mozambiku. Chmary muchówek bywają nad jeziorem Malawi tak gęste, że wystarczy pomachać w powietrzu nasmarowaną olejem patelnią, by złapać całą masę owadów. Z ugniecionej masy powstają następnie swego rodzaju wysokobiałkowe ciastka, zwane kunga. Uważany za eksperta od survivalu Bear Grylls podkreśla ich wartość odżywczą, a XIX-wieczny podróżnik David Livingstone porównywał smak kunga do kawioru.

Evan McKenzie Z University of British Columbia (Kanada) i jego współpracownicy wykazali, że larwy C. edulis wykształciły adaptację, która pozwala im przetrwać w głębokich środowiskach słodkowodnych. Zamiast używać zmodyfikowanych tchawkowych worków powietrznych do oddychania, larwy wykorzystują je jako narządy kontrolujące wyporność i umożliwiające przemieszczanie się w toni wodnej. Są wystarczająco mocne, aby wytrzymać ciśnienie panujące na głębokości ponad 200 metrów, ponad 20 razy wyższe od atmosferycznego.

Te wyspecjalizowane worki zawierają elastyczne warstwy białka resiliny, które rozszerzają się i kurczą w odpowiedzi na zmiany chemiczne, pozwalając larwom wytrzymać intensywne ciśnienie podwodne bez zapadania się. Niezwykle elastyczna resilina to białko, dzięki któremu pchły znakomicie skaczą, a szarańcza lata.

Aby lepiej zrozumieć fizjologiczne zdolności C. edulis, McKenzie i współpracownicy wykorzystali sonar do śledzenia larw podczas ich migracji w toni jeziora Malawi. Porównali również gatunki Chaoborus z płytszych jezior, aby zbadać, jak właściwości worków powietrznych zmieniają się w zależności od głębokości siedliska.

Odkryli, że C. edulis regularnie schodzi na głębokość ponad 200 metrów w ciągu dnia, aby uniknąć kontaktu z rybami, a następnie powraca do wód powierzchniowych, gdzie żeruje w nocy, zjadając drobne bezkręgowce.

Co więcej, naukowcy odkryli, że larwy stosują dwuczęściową strategię pływalności: ich worki powietrzne aktywnie dostosowują głębokość w płytszych wodach, a następnie sztywnieją na większych głębokościach, aby oprzeć się miażdżącemu ciśnieniu, jednocześnie zmniejszając koszty energii związane z pozostawaniem w zanurzeniu. Worki powietrzne największych larw opierały się implozji na głębokościach przekraczających 500 metrów.

„Przetrwanie na takiej głębokości słupa wody stwarza możliwość, że wbrew powszechnemu przekonaniu inne owady wykorzystują siedliska głębinowe,” – piszą Jon Harrison i H. Arthur Woods w powiązanej publikacji „Perspective”.

Paweł Wernicki (PAP)

pmw/ agt/