Odborník na hmyz: Dva druhy švábov žijú len na Slovensku, TENTO druh je u nás najnebezpečnejší

Tento článok si môžete prečítať vďaka ESET Science Award, oceneniu, ktoré podporuje výnimočnú vedu na Slovensku.

Prečo je dôležité skúmať hmyz?

- Hmyzu je veľmi veľa a zastáva absolútne nezastupiteľnú úlohu v prírode, ale je veľmi užitočný aj pre človeka. Niektoré druhy síce prenášajú rôzne choroby a škodia na úrode aj v lesníctve, ale väčšina hmyzu je mimoriadne užitočná. Nielen tým, že opeľujú kvety, ale aj rozkladajú organickú hmotu (opadané listy, odumreté stromy v lese), takže vytvárajú novú vrstvu pôdy.

Aj taký komár?

- Komár je užitočný preto, lebo slúži ako potrava pre množstvo ďalších živočíchov ako sú ryby alebo vtáky. Je však aj prenášačom rôznych patogénov, ktoré spôsobujú nebezpečné choroby u človeka, preto je veľmi významným aj z medicínskeho a epidemiologického hľadiska.

Aj tento rok sú premnožené, skúšali aj postreky a nezabrali. Čo na nich zaberá?

- Keď som bol dieťa, tak sme si museli zvyknúť. Keď napršalo, bolo ich vždy dosť a ľudia to tak neprežívali. Teraz pribúda alergií, čo je možno dôsledkom toho, že žijeme v sterilnom prostredí a dýchame znečistené ovzdušie. Ľudia sú aj vďaka internetu viac informovaní a sú viac vystrašenejší. V prípade kalamity je treba používať účinné prostriedky na komáre, ale šetrné k životnému prostrediu.

Ako to teda urobiť?

- Relatívne šetrný spôsob je použitie Bacillus thuringiensis. Táto baktéria ničí tráviaci systém larvy komárov, ktoré potom uhynú. Dôležité je aplikovať tieto baktérie v správny čas a na správnych miestach. Larvy komárov sa vyvíjajú v mlákach a stojatých vodách ale v mestách stačia nádoby alebo pneumatiky napustené dažďovou vodou. Po dlhodobých dažďoch je takýchto zdrojov pomerne veľa, tak vôbec nie je jednoduché vyhubiť väčšinu komárov.

Existuje hmyz, ktorý žije len na Slovensku?

- Určite. Máme endemity, teda druhy, ktoré žijú len v niektorých oblastiach Slovenska. Napríklad v Slovenskom krase a na Muránskej planine žijú dva druhy švábov, ktoré nenájdete nikde inde na svete.

Má hmyz niečo spoločné s človekom?

- Môžem uviesť prípad vínnej mušky s vedeckým menom Drosophila melanogaster. Je to jeden z najvýznamnejších pokusných druhov, ktorý sa študuje na mnohých univerzitách po celom svete. Zhruba polovica génov tejto mušky je podobná človeku a často majú aj podobnú funkciu. Aj na našom pracovisku používame túto mušku ako jeden z modelových pokusných druhov. Pri pokusoch na rôznych druhoch hmyzu môžeme zistiť veľmi veľa zaujímavých vecí, ktoré sa potom dajú použiť aj pre človeka. Takže štúdium hmyzu je veľmi dôležité nielen kvôli škodcom v poľnohospodárstve či lesníctve.

Napríklad čo?

- Biologické hodiny sú regulované množstvom génov, ktoré objavili u mušky. Keď úlohu týchto génov opísali u mušky zistilo sa, že podobné gény riadia biologické hodiny aj u človeka a iných živočíchov. Napríklad keď cestujeme do vzdialenejších krajín, tak prvé dva-tri dni sme ospalí cez deň, lebo je tam časový posun, kým sa to v našej hlave neurovná. Pomerne veľa génov príhodne nazvané napr. clock alebo timeless regulujú to, kedy sme ospalí a kedy sme bdelí. Za objasnenie funkcie týchto génov dostali vedci Nobelovu cenu.

Je až neuveriteľné, že 50 percent génov máme podobných, keď si vezmeme, aká je tá muška malá...

- Genetický kód je len reťazec zložený zo štyroch písmen. Ide o kombináciu troch písmen z tých štyroch, ktoré riadi vývin všetkých živých organizmov od baktérií, cez rastliny, zvieratá až po ľudí. Obrovská variabilita v dĺžke a kombinácii tohto genetického kódu poskytuje možnosť vytvoriť tak nesmierne rozmanité organizmy.

Dá sa povedať, ktorý hmyz je najužitočnejší?

- Veľmi ťažko. Najčastejšie sa považuje za veľmi užitočný hmyz včela, pretože opeľuje kvety rastlín a produkuje med. No je množstvo iných druhov včiel, ktoré sú zrejme pre opeľovanie rastlín ešte dôležitejšie. Navyše opeľujú aj dospelé muchy, motýle, chrobáky a iné skupiny hmyzu, ktoré ako larvy rozkladajú odumreté časti uhynutých rastlín a živočíchov, takže sú veľmi dôležité.

V poslednej dobe však zo všetkých strán počuť, že je úhyn včiel a bez nich si ľudstvo neporadí. Čo je teda na tom pravdy?

- Samozrejme, bolo by zlé, keby vyhynula včela medonosná. Kvôli nadmernej chemizácii, ničeniu prírody, intenzívnej výrobe a výstavbe ubúdajú aj rôzne iné druhy hmyzu. Vo vyspelých priemyselných krajinách vznikol efekt „čistého skla“ na aute, pretože je tam tak málo hmyzu, že sa vám predné sklo pri jazde nezašpiní. Väčšina ľudí však tomu nevenuje pozornosť. Predpokladám, že s úbytkom hmyzu budú ubúdať aj hmyzožravé vtáky a pribudnú problémy v poľnohospodárstve a lesníctve, ale ľudstvo kvôli tomuto asi nevyhynie.

A mal by úhyn hmyzu nejaký dopad na ľudstvo?

- Samozrejme, lebo sú hlavné opeľovače a určite by to malo vplyv na úrodu. Všetky ovocné stromy alebo väčšina poľnohospodárskych plodín musia byť opeľované.

Medzi užitočný hmyz patrí aj priadka morušová. Môžete objasniť jej význam?

- Poviem romantický príbeh, ktorý rád hovorím aj študentom. Pred asi 5000 rokmi začali v Číne zo zámotkov priadky morušovej ručne vyrábať hodváb. Jedna priadka vytvorí zhruba 2 kilometre hodvábu. Zvyčajne ho ženy odmotávali zo zámotku a vyrábali z nich hodvábne šaty. Za hranicami Číny nikto netušil, že hodváb je živočíšneho pôvodu. Hodváb bol veľmi vysoko cenený, tak sa pod hrozbou trestu smrti táto tajnosť udržovala. Avšak jedna čínska princezná sa vydala za indického maharadžu a ako svadobný dar mu doniesla vajíčka priadky morušovej a naučila Indov pestovať priadky a vyrábať hodváb. Riskovala život, no ale láska hory prenáša. Okrem toho pri obchodovaní s hodvábom sa pozdĺž hodvábnej cesty rozšírila kultúra a náboženstvo (Budhizmus) do iných vzdialených krajín. Malo to obrovský ekonomický a kultúrny význam. Až v súčasnej dobe nahradili hodváb umelé vlákna.

Teraz si už tak priadku neceníme?

- Z ekonomického hľadiska už priadka stratila svoj pôvodný význam, ale pre ľudí v Ázii stále predstavuje kultúrne dedičstvo. Pre Japoncov je dokonca priadka niečo ako boh, ktorá tam má vystavaný chrám. Japonci a Číňania sa tiež dlhodobo venujú štúdiu priadky morušovej. Japonskí vedci sa rozhodli z nej izolovať bioaktívne látky, ktoré regulujú vývoj a rôzne pochody aj u človeka. Výrobcov hodvábu presvedčili, aby im odkladali hlavičky priadok, ktoré už nepotrebujú. Z pol tony hlavičiek priadok sa im počas asi 20 rokov podarilo izolovať viacero dôležitých látok, napríklad aj inzulín.

Sú pri hmyze dôležitejšie samičky? Napríklad včely majú kráľovnú...

- Samičky hmyzu sú samozrejme veľmi dôležité, lebo po oplodnení musia nájsť vhodné miesto na vykladenie vajíčok a u sociálnych druhov sa aj postarať o potomstvo. Napr. u včiel samec oplodní kráľovnú. Tým jeho úloha splnená, ale kráľovná žije niekoľko rokov a rozhoduje o osude celého hniezda. U ostatných druhov, ako sú vážky, koníky, muchy, chrobáky, alebo motýle, samičky vykladú vajíčka, z ktorých sa vyliahnu úplne samostatné larvy, ktoré nepotrebujú opateru rodičov.

Ktorý hmyz je najviac nebezpečný?

- Ťažko povedať. Z hľadiska prenosu chorôb sú komáre asi najnebezpečnejšie, ale to sa zatiaľ týka predovšetkým tropických a subtropických oblastí. V miernom pásme, do ktorého patrí aj Slovensko, sú komáre ako prenášače chorôb prakticky bezvýznamné. U nás sú najvýznamnejšie prenášače chorôb kliešte, ktoré sú príbuzné pavúkom a nie hmyzu.

Je podobnosť v rozmnožovaní medzi hmyzom a človekom?

- V podstate je. Hmyz má vonkajšie aj vnútorné pohlavné orgány ako človek. Hlavným rozdielom sú úplne tvrdé, sklerotizované vonkajšie pohlavné orgány hmyzu určené na párenie. Vnútorné pohlavné orgány sú zložené zo semenníkov u samcov a vaječníkov u samíc a ďalších žliaz, ktoré sú dosť podobné orgánom človeka.

Pociťujú sexuálnu depriváciu? (nedostatok sexu)

- Jedna americká vedkyňa urobila zaujímavý výskum. Keď je vínna muška oplodnená, tak nemá záujem o ďalších samcov. Vybrala tieto samičky a dala ich dokopy so samcami, ktorí netušili, že sú oplodnené. Pre úspešné spárenie musí samec predviesť svadobný tanec a krídelkom zaspievať. Keď má samička záujem, tak mu dovolí priblížiť sa a spáriť sa s ňou. Keď nie, tak ho odkopne, z čoho je samec vyslovene deprimovaný a má sklon k alkoholizmu.

Ako to zistila?

- Vínne mušky majú radi kvasenú potravu a sladké šťavy. Keď týmto deprivovaným samcom ponúkli sladkú, proteínovú alebo alkoholickú potravu, mušky si jednoznačne vyberali alkoholický nápoj, aby zapili svoje nešťastie. Pri týchto pokusoch sa zistilo, že mušky majú dobrú pamäť a keď k takémuto samčekovi priložili ochotnú neoplodnenú samičku, tak už sa vôbec nesnažil. Možno zo strachu aby nedostal ďalší výprask. Nakoniec sa zistilo, že gény mušky regulujúce sklony k alkoholu sa nachádzajú aj u človeka.

Čiže s muškami máme podobné gény k vzniku alkoholizmu?

- Áno, niektoré gény príznačne pomenovali (napr. Happy hour, Hangover, Cheap date). Pri géne Happy hour je väčší sklon k alkoholu, zatiaľ čo pri iných génoch je to naopak.

Vplývajú klimatické zmeny aj na hmyz?

- Samozrejme áno. Napríklad niektoré babôčky neboli u nás schopné prezimovať ešte pred 20 rokmi a vždy prilietali z teplejších južných krajín až v lete. Teraz je ich vidieť už skoro na jar, z čoho je jasné, že zimy sú miernejšie a motýle úspešne prezimovali niekde v bútľavých stromoch. Ďalším príkladom je príchod voľne žijúcich teplomilných druhov švábov z juhu Európy, ktoré tu predtým určite nežili. Tiež kliešte sa postupne presúvajú do severnejších oblastí a dostávajú sa do vyšších nadmorských výšok, kde ešte pred 20 rokmi neboli.

Ktorý hmyz je váš obľúbený?

- Určite motýle, ktoré som už od malička obdivoval a doteraz s nimi pracujem v laboratóriu alebo ich sledujem v prírode, ale mám rád všetko živé v lesoch a na lúkach.

Mali ste výskum publikovaný aj v časopise Science, čo je akoby športovec vyhral nejaký pohár alebo majstrovstá. Čo ste objavili?

- Pod vedením môjho školiteľa profesora Františka Sehnala som sa okrem ekológie začal zaujímať aj o fyziológiu a hlavne hormóny hmyzu. Počas mojej doktorandskej práce som na rezoch hmyzu natrafil na veľké orgány, o ktorých nikto nič nevedel. Všimol som si, že tie orgány pri zvliekaní kutikuly vylúčili svoj obsah. Po obhájení štúdia som odišiel do USA, kde som na tom pokračoval. Po 5 rokoch práce sa nám podarilo z týchto orgánov izolovať úplne nový hormón, ktorý je veľmi účinný a rozhodujúci pri regulácii zvliekania kutikuly hmyzu. Výsledky tohto výskumu sme poslali do Science. Na našu veľkú radosť to hneď prijali, lebo sme mali veľmi dobré posudky a dokonca si vypýtali aj vhodné obrázky na titulnú stranu a požiadali nás aby sme navrhli odborníka, ktorý by napísal komentár k nášmu článku. Článok s titulnou stranou aj komentárom v Science ma samozrejme veľmi potešil. Vraj sa tomu hovorí vedecký Grandslam. Snáď sa ešte niečo podobné podarí zopakovať aj v budúcnosti.