Datum: 22.02.2020

Co všechno musí housenka vědět pro stavbu svého kokonu…

Tato práce odhaluje fascinující behaviorální program umožňující housence martináče Hyalophora cecropia úspěšně vytvořit svůj komplexní hedvábný kokon nezbytný pro přečkání drsných zimních podmínek.

Popis obrázku: Vlevo: Anatomie předoucího aparátu a okolních tkání posledního instaru housenky Hyalophora cecropia. 3D rekonstrukce z laserového konfokálního mikroskopu. Vpravo: Model programu housenky posledního instaru řídící konstrukci kokonu.

Housenka severoamerického martináče Hyalophora cecropia ke konci svého posledního pátého instaru vypřádá hedvábný kokon s charakteristickou mnohovrstevnou architekturou. Program pro předení kokonu se skládá z přesně organizované sekvence procesů. V naší studii jsme provedli sérii behaviorálních experimentů pro potvrzení hypotézy, že délka hedvábného vlákna, které prochází spinneretem (předoucím aparátem) housenky, řídí systematické a přesné provedení jednotlivých procesů předení kokonu. S využitím 3D skenování a kvantitativní analýzou hedvábí jsme prokázali, že po nuceném přerušení předení housenka pokračuje v místě a čase, kdy a kde byl program předení přerušen. Shodnou metodou jsme také prokázali, že housenka nikdy nevynechá žádnou část programu předení kokonu, a to i v případě, že je umístěna do částečně upředeného kokonu od jiné housenky. Navíc zablokováním výstupu hedvábí ze spinneretu v průběhu předení se současně zastaví celý behaviorální program, který je pro konstrukci kokonu nezbytný. Překvapivě jsme zjistili, že odblokování výstupu hedvábí o 24 hodin později nerestartovalo u housenek program předení kokonu. Tato skutečnost nově odhaluje existenci intervalového časovače (interval timer) v procesu tvorby kokonu. Pomocí mikrochirurgických zákroků na snovacích žlázách housenek jsme prokázali, že pro program konstrukce kokonu je důležitá délka hedvábného vlákna procházejícího spinneretem a nikoliv celkové množství (objem) hedvábí, které je housenkou vypředeno. Tuto skutečnost jsme potvrdili také pomocí skenovací elektronové mikroskopie, která prokázala, že hedvábné vlákno pouze z jedné snovací žlázy je dostačující pro vytvoření odpovídajícího kokonu o normální velikosti a obsahující všechny relevantní vrstvy. Výše uvedené výsledky silně podporují hypotézu, že předoucí housenky v průběhu tvorby kokonu používají hedvábný „odometr“ (měřič vzdálenosti) k registraci délky vypředeného vlákna a navíc ve spojitosti s intervalovou časovou regulací. Naše anatomické a mikrochirurgické studie ablace spinneretu dále prokázaly, že měření délky vlákna hedvábí se nachází „up stream“ od spinneretu.

Sehadova H., Guerra P.A., Sauman I. and Reppert S.M. (2020) A re-evaluation of silk measurement by the cecropia caterpillar (Hyalophora cecropia) during cocoon construction reveals use of an interval timer and a silk odometer. PLoS ONE 15(2): e0228453.

DOI: 10.1371/journal.pone.0228453

Zpět

 

KONTAKT

Biologické centrum AV ČR, v.v.i.
Entomologický ústav
Branišovská 1160/31
370 05 České Budějovice

NAJÍT PRACOVNÍKA