Jedne mają skrzydła, inne są bezskrzydłe, mogą być karłowate albo całkiem sporych rozmiarów, charakteryzuje je partenogeneza, dzięki której osobniki potomne mogą rozwijać się z komórki jajowej bez udziału samca, w efekcie czego przez długi czas samice rodzą córki, córki – wnuczki, a wnuczki – prawnuczki… Mszyce, bo o nich mowa, to owady, które, chociaż są uciążliwymi szkodnikami wielu roślin, wytwarzają również spadź będącą podstawą jednego z najbardziej wartościowych miodów. Biologią mszyc zajmuje się dr Mariusz Kanturski z Katedry Zoologii Uniwersytetu Śląskiego.
Dr Mariusz Kanturski jest laureatem XII edycji stypendiów
przyznawanych przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego
młodym, wybitnym naukowcom
Fot. Sekcja Prasowa UŚ
Mszyce żywią się sokami pochodzącymi przede wszystkim z liści i pędów roślin, żerując w koloniach, przy czym określony gatunek pluskwiaków preferuje wybrany roślinny gatunek. Z zagęszczonej mieszaniny soków powstaje przezroczysta, słodka spadź zwana też rosą miodową, wydalana i odrzucana za pomocą ogonka. Zbierana następnie przez pszczoły i wzbogacona wydzieliną pszczelich gruczołów gardzielowych, dojrzewa w komórkach plastra i zamienia się w „królewski” miód spadziowy. Spadzią żywią się również mrówki, które, wchodząc w symbiotyczny związek z pluskwiakami zwany trofobiozą, gwarantują im ochronę przed atakami innych owadów.
Pokolenie bezskrzydłych samic partenogenetycznych na korzeniach traw. Na zdjęciu widać również spadź, która po wydaleniu zebrana będzie przez mrówki
Fot. dr Mariusz Kanturski
– Ta nietypowa współpraca świetnie sprawdza się w środowisku naturalnym. Mszyce są źródłem białka m.in. dla biedronek i „fabryką” cukru dla mrówek. Żyjąc w koloniach nadziemnych, stają się łatwym łupem chrząszczy i ich larw. Biedronki nie zaatakują jednak grupy chronionej przez mrówki, które potrafią skutecznie przegonić agresora – opowiada dr Mariusz Kanturski. Co więcej, niektóre mszyce utraciły zdolność naturalnego usuwania spadzi, która, jeśli nie zostałaby pobrana przez mrówki, mogłaby zatkać przetchlinki i doprowadzić do śmierci owada przez uduszenie.
Mrówka przenosi bezskrzydłą dzieworódkę mszycy z rodzaju Trama w bezpieczne miejsce
Fot. dr Mariusz Kanturski
Szczególnie interesujący wydaje się cykl rozwojowy mszyc. Jak wyjaśnia afidolog, owady te mogą bowiem rozmnażać się zarówno z udziałem samców, jak i bez nich. – Oznacza to, że w przypadku niektórych gatunków przez większą część roku mamy do czynienia tylko z samicami rodzącymi wyłącznie córki, które z kolei rodzą wnuczki, a te – prawnuczki itd., bez udziału samca – mówi biolog. Założycielka rodu ma też swoją nazwę. Rodząca pierwsze larwy-córki to fundatrix, a jej potomstwo to fundatrigeniae.
Bezskrzydła dzieworódka mszycy Hyperomyzus lactucae rodząca larwę
Fot. dr Mariusz Kanturski
– Gdy nadchodzi jesień, obniża się temperatura powietrza, a dni stają się krótsze, wówczas pojawić się mogą samce oraz wyznaczona do reprodukcji samica. Właśnie wtedy przestają się rodzić wyłącznie samice partenogenetyczne, lecz larwy samców i samic jajorodnych – dodaje.
Na zdjęciu: Euceraphis betulae – samica jajorodna podczas kopulacji z samcem
Fot. dr Mariusz Kanturski
Typowe mszyce mają miękkie, delikatne, pękate ciało wyposażone w kłująco-ssący aparat gębowy umożliwiający przebicie tkanek roślinnych w celu pobrania tzw. soku floemowego, którym się żywią. W ich układzie pokarmowym znajduje się także specjalna komora filtracyjna pozwalająca pozyskać aminokwasy z tego soku, a pozostałość, czyli zagęszczony, czysty cukier, po wydaleniu odrzucana jest za pomocą specjalnej struktury zwanej ogonkiem. Na ich baryłkowatym odwłoku mogą się znajdować dwa syfony pełniące funkcję alarmującą. Gdy owady żyjące w kolonii dostrzegają zagrożenie, zaczynają wydzielać feromony alarmowe, aby ostrzec pozostałe osobniki. – Dzięki temu mszyce wiedzą, że zbliża się niebezpieczeństwo i mogą się rozpierzchnąć w zaledwie kilka sekund, zwiększając tym samym swoje szanse na przeżycie – mówi badacz. Na ich czułkach występują z kolei aparaty węchowe zwane rynariami, dzięki którym owady mogą odnajdywać partnera czy roślinę żywicielską.
– Charakterystyka morfologii mszyc jest szczególnie istotna w taksonomii. Zajmując się określaniem gatunków owadów, mogę je z dużym prawdopodobieństwem identyfikować w zależności od rośliny, na której żerują – wyjaśnia dr Mariusz Kanturski. Jak dodaje, są one jednak na tyle do siebie podobne, że często dopiero wykonane preparaty mikroskopowe pozwalają jednoznacznie przyporządkować osobnika do znanego gatunku, a zatem i rodzaju.
Mszyca z rodzaju Israelaphis z nietypowymi syfonami
Fot. dr Mariusz Kanturski
W tym celu naukowiec bada m.in. kształt syfonów, rozmieszczenie rynariów czy określa liczbę włosków czuciowych na stopach pluskwiaków, aby dokonać klasyfikacji. – Interesuje mnie przede wszystkim fauna mszyc południowo-wschodniej Azji. Dzięki współpracy ze specjalistami reprezentującymi tamtejsze jednostki naukowe otrzymuję ciekawe osobniki do badań i mogę również oznaczać nowe gatunki oraz rodzaje, co jest szczególnie rzadkie w przypadku tych owadów. Ostatni taki przypadek w obrębie mojej ulubionej podrodziny Lachninae miał miejsce prawie 50 lat temu, w 1969 roku – komentuje afidolog.
Dr Mariusz Kanturski przygotowuje obecnie opis nowego rodzaju mszyc pochodzących z Japonii. – Pierwotnie myślałem, że będę miał do czynienia z nieznanym gatunkiem z rodzaju Pyrolachnus. Obserwując szczegóły morfologiczne osobnika widoczne pod mikroskopem, doszedłem do wniosku, że najprawdopodobniej mamy do czynienia z nowym rodzajem, co ostatecznie potwierdziły badania molekularne – tłumaczy naukowiec. – Jego nazwy nie mogę jeszcze zdradzić. Będzie ona obowiązywać, gdy artykuł zostanie opublikowany, co – miejmy nadzieję – nastąpi jeszcze w tym roku. Jak widać, taksonomia jest nauką otwartą – podsumowuje. Współautorką opisu będzie dr Yerim Lee z Seoul National University w Korei Południowej.
Dr Mariusz Kanturski – adiunkt w Katedrze Zoologii Wydziału Biologii i Ochrony Środowiska Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach, certyfikowany tutor akademicki. Entomolog zainteresowany różnorodnością, taksonomią i powiązaniami filogenetycznymi owadów z nadrodziny mszyc (Aphidoidea), a także ich szczegółową morfologią i strukturami zmysłowymi. Szczególną uwagę poświęca gatunkom z podrodziny Lachninae oraz mszycom z południowej i wschodniej Azji. Podczas pięciu lat pracy naukowej opublikował ponad 40 publikacji naukowych z zakresu morfologii, systematyki i filogenezy mszyc. Jest autorem i współautorem 4 rodzajów i 20 gatunków mszyc z Ameryki Północnej, Azji i Europy. Miłośnik literatury faktu, czarno-białego kina i fotografii.