Křídla hmyzu se mohla vyvinout z žaber
04. 01. 2024
Jak vznikla hmyzí křídla? To je otázka, která představuje dosud nevyřešenou záhadu evoluce hmyzu. Navzdory dlouholetému výzkumu stále není zcela jasné, z jaké tělní struktury se hmyzí křídla vlastně vyvinula a jaká byla jejich původní funkce, když ještě nebyla dost dokonalá na zvládání aktivního letu. Odpovědi na tyto otázky hledali i vědci z Biologického centra AV ČR v nově objevených prvohorních zkamenělinách starobylé skupiny hmyzu.
Existují různé teorie vzniku hmyzích křídel a do jisté míry závisí na tom, zda žil společný předek křídlatého hmyzu ve vodním či v suchozemském prostředí. Zatímco některé vědecké studie dávají vznik křídel do souvislosti s žábrami některých zástupců vodního hmyzu, v současnosti převládají spíše teorie zastánců suchozemského původu křídlatého hmyzu.
Nové důkazy přináší mezinárodní tým vědců se zapojením entomologů z Biologického centra ve studii publikované v časopisu Communications Biology. Čeští vědci společně s německými kolegy nalezli v lomu v Dolním Sasku nové prvohorní zkameněliny larev starobylé skupiny hmyzu s trochu krkolomným názvem Palaeodictyoptera z období karbonu (vyhynula na konci prvohor). Tyto larvy svou stavbou těla připomínají hypotetického předka křídlatého hmyzu a poskytují tak nová vodítka k rozkrývání této záhady evoluce.
U zkamenělin vědci objevili několik adaptací pro život ve vodním prostředí, především několik párů zploštělých výběžků zadečku, které pravděpodobně fungovaly jako žábry. U larev zároveň pozorovali i základy tří párů budoucích křídel na hrudi, jejichž detailní struktura je velmi podobná výše zmíněným žaberním plátkům na zadečku. Dá se tedy předpokládat, že i tyto tzv. křídelní pochvy se rovněž podílely na příjmu kyslíku z vodního prostředí.
„I když naše zkameněliny zcela jistě nepředstavují předka křídlatého hmyzu - jedná se o larvy, přičemž dospělci této skupiny již měli křídla plně funkční, jde stále o poměrně starobylou skupinu hmyzu. Vzhledem k tomu, že i u dalších původem prvohorních skupin, jako jsou jepice a vážky, žijí larvy ve vodě, nabízí se myšlenka, že vodní prostředí hrálo důležitou roli v samých počátcích vývoje křídlatého hmyzu,“ navrhuje Pavel Sroka z Entomologického ústavu BC AV ČR. „První formy zploštělých výběžků na hrudi, které daly vznik pozdějším křídlům, tak mohly vzniknout jako orgány určené k dýchání, podobně jako to vidíme u křídelních pochev na našich zkamenělinách,“ říká Pavel Sroka.
Na výzkumu spolupracovali vědci z Univerzity Karlovy, Muzea Schölerberg a Biologického centra AV ČR.
Publikace: Prokop J, Rosová K, Leipner A, Sroka P (2023) Thoracic and abdominal outgrowths in early pterygotes: a clue to the common ancestor of winged insects? Communications Biology 6, 1262. DOI: 10.1038/s42003-023-05568-6
Kontakt:
RNDr. Pavel Sroka, Ph.D.
Entomologický ústav BC AV ČR
pavel.sroka@centrum.cz
Mgr. Daniela Procházková
PR manažerka, Biologické centrum AV ČR
daniela.prochazkova@bc.cas.cz
Read also
- Scholars from the Czech Academy of Sciences will help make key UN documents on refugee policy in post-communist Europe accessible
- New perspective on the climate crisis: an ERC Consolidator grant
- World first for Czech science: egg ageing can be reversed
- How the human genome duplicates. A Czech becomes a new EMBO Young Investigator
- For the First Time Ever, a Czech Scientist Wins the international Dream Chemistry Award
- AI recognises parasitic eggs better than the average ornithologist
- IOCB researchers take a key step toward fully controllable molecular machines
- Two of Europe´s most prestigious grants awarded to the Czech Academy od Sciences
- Czech scientists discover a cellular “safety switch” that protects DNA from damage
- Fungi may use toxic substances to spread skin infections from guinea pigs to children
The Czech Academy of Sciences (the CAS)
The mission of the CAS
The primary mission of the CAS is to conduct research in a broad spectrum of natural, technical and social sciences as well as humanities. This research aims to advance progress of scientific knowledge at the international level, considering, however, the specific needs of the Czech society and the national culture.
President of the CAS
Prof. Eva Zažímalová has started her second term of office in May 2021. She is a respected scientist, and a Professor of Plant Anatomy and Physiology.
She is also a part of GCSA of the EU.