Ploštice hrají o přežití: Nymfy musí včas najít symbiotické bakterie, jinak čelí vážným následkům

Symbióza, tedy vzájemné působení dvou odlišných druhů, je v přírodě běžná a často nezbytná pro přežití. U hmyzu symbiotické mikroby často usnadňují a podporují růst hostitelů. Než však symbiotická spolupráce může začít, musí si hostitelé své symbionty opatřit.

Symbióza, tedy vzájemné působení dvou odlišných druhů, je v přírodě běžná a často nezbytná pro přežití. U hmyzu symbiotické mikroby často usnadňují a podporují růst hostitelů. Než však symbiotická spolupráce může začít, musí si hostitelé své symbionty opatřit. Někdy jsou předávány z rodičů na potomstvo, jindy si je hostitelé musí najít sami – jinak čelí vážným následkům, pokud se jim to nepodaří včas, jak ukázala nová studie publikovaná v časopise Frontiers in Microbiology.

Vědci z University of Arizona zjistili, že pro ploštici Leptoglossus zonatus je příjem obligátní bakteriální symbionta Caballeronia časově omezený. Pokud ploštice nezískají Caballeronia včas, trpí sníženou mírou přežití, nižší hmotností v dospělosti a prodlouženou dobou vývoje. Nymfy ploštic se líhnou v korunách stromů, kde jsou půdní symbiotické bakterie vzácné nebo se tam vůbec nenacházejí. Cesta z koruny na zem je pro nymfy, měřící jen několik milimetrů, nebezpečná. Riziko predace a energetická náročnost jsou vysoké, avšak selhání při získání symbionta je pro tento druh smrtelné. Prostředí, kde sucho, radiace a pH půdy ovlivňují získávání symbionta, činí z jeho nalezení „hru vabank“.

Pro svou studii tým testoval, jak moc opožděný příjem symbionta ovlivňuje ploštice. Nymfy, které se vylíhly na rostlinách vigny čínské a v laboratoři byly krmeny arašídy, dostaly Caballeronia buď v den svlékání do druhého instaru („den nula“), nebo každé čtyři dny poté. Kontrolní skupina symbionta nikdy nedostala. Výsledky ukázaly, že příjem symbionta v den nula nebo o čtyři dny později vedl k podobným mírám přežití (kolem 86 % a 89 %). Míra přežití výrazně poklesla po osmi dnech (63 %) a ještě více poté. Z kontrolní skupiny přežilo pouze 29 % jedinců.

Nymfy, které dostaly symbionty v den nula nebo o čtyři dny později, se vyvinuly v dospělce po 22 a 24 dnech. Osmidenní zpoždění znamenalo, že se nymfy plně vyvinuly po 27 dnech. Několik přeživších jedinců v kontrolní skupině se vyvíjelo o 57 % déle než skupina s nulovým zpožděním. Mnoho ploštic vystavených symbiontu po 16 a více dnech jej vůbec nezískalo. Opožděná akvizice také omezila vývoj symbiotického orgánu ve středním střevě ploštic, což je specializovaný orgán, kde žijí mikrobiální symbiotičtí partneři.

Proč se tato pro ploštice tak nebezpečná a energeticky náročná symbióza vyvinula tímto způsobem? Ploštice jsou jen jedním z tisíců druhů hmyzu, které se spojují s bakterií Caballeronia, a tento vztah může předcházet diverzifikaci do skupin a čeledí. I když jsou náklady vysoké, mohou existovat jasné výhody, například získání symbionta již adaptovaného na místní prostředí, což by mohlo vést k lepší kondici. Tyto čeledi se rozrůznily a jsou úspěšné, což naznačuje, že přínosy často převyšují náklady.