Svět hmyzu je plný pachů a vůní

Entomolog Jan Žďárek říká: Na každého z nás připadá jeden milión hmyzích jedinců

Hmyz obývá Zemi už asi 400 miliónů let. Zatím bylo popsáno okolo jednoho miliónu druhů, ale předpokládá se, že jich je nejméně desetkrát víc. Člověk domestikoval včely nebo bource morušového, ale slouží mu tisíce dalších druhů hmyzu jako jsou opylovači, predátoři škůdců či tvůrci ornice. Jiné druhy hmyzu naopak škodí. Přenášejí nakažlivé choroby, kůrovec napadá lesy, moli ničí šatstvo, zavíječi potraviny. Hlasové projevy hmyzu nejsou tak výrazné jako u savců či ptáků. "Komunikačním prostředkem hmyzu jsou feromony," říká Jan Žďárek z Laboratoře chemické ekologie hmyzu Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR.

hn: Jaké je složení feromonů?

Jako feromony fungují rozmanité látky od nejjednodušších organických kyselin až po složité proteiny. Má-li látka působit na velké vzdálenosti, musí být lehce přenosná vzduchem. Feromon působící při doteku, mívá větší molekulovou hmotnost. Takovými feromony se například při setkání dvou mravenců rozpoznávají příslušníci jednoho hnízda. Už před staletími si lidé všimli, že včely reagují hromadným útokem na místo bodnutí jedné z nich. Později se ukázalo, že se při vpichu spolu s jedem uvolňuje amylacetát, poplašný feromon včel. Sběratelé motýlů získávali odedávna vzácné samčí exempláře některých motýlů lákáním na uvězněné samičky. Věděli, že přitahují samečky až na kilometrové vzdálenosti.

hn: Motýlí feromon je ve vzduchu rozptýlen ve stopovém množství. Jak se taková látka z atmosféry získává?

Feromon se s dalšími látkami ze vzduchu nachytá na zvláštní filtry, metodou plynové chromatografie se směs rozdělí, a biologickým testem se určí aktivní složka. Pomocí hmotové spektrometrie a podobných technik se pak určí, o jakou chemickou sloučeninu jde. V padesátých letech minulého století byla zjištěna chemická podstata pohlavního feromonu bource morušového. K jejímu získání bylo třeba půl miliónu samiček. Dnes by stačil obsah třeba jen jediné žlázy. To vše díky mikroanalytickým metodám.

hn: Feromony sdělují důležité informace. Které to jsou?

Známé jsou především feromony pohlavní, většinou jimi panenské samičky lákají samečky k páření. Při bližším kontaktu se mezi oběma pohlavími uplatňují afrodiziaka. Působí na krátkou vzdálenost a většinou je vylučuje sameček. U některého hmyzu sameček nabídne feromon samičce k ochutnání coby lahůdku. Například samečkové některých švábů mají na hřbetě zvláštní žlázy, které vylučují feromon zvaný seducin, z anglického seduce - svádět. Vedle pohlavních feromonů používá hmyz feromony poplašné, značkovací, agregační - shromažďovací, teritoriální, identifikační nebo stopovací.

hn: Jak feromony působí?

Příkladem mohou být agregační feromony kůrovců. Jedinci, kteří nalezli oslabený strom vhodný k napadení, přivolají ostatní a výsledkem je hromadný útok. Lesníci toho využívají a syntetickými agregačními feromony vnadí lapáky, jimiž kůrovce vychytávají. Známé jsou lapáky na lýkožrouta smrkového, metoda je dnes předepsanou normou pro ochranu lesa. Agregačními feromony se svolávají švábi do vhodného úkrytu. Uplatňují se pak rovněž v návnadách do pastí.

hn: Kdy a jak hmyz používá poplašné feromony?

Jimi se především společenský hmyz informuje o nebezpečí, svolává k obraně a ve velkých koncentracích jimi nepřítele přímo odpuzuje. Mohou tedy být obrannými i útočnými zbraněmi. Loupeživé druhy, třeba kleptoparazitické včely nebo otrokářští mravenci vypouštějí při útoku jako bojovou chemickou propagandu nadměrné dávky poplašných feromonů oběti, které obránce napadeného hnízda zmatou a znemožní jim účinnou obranu.

hn: Identifikují feromony jednoho druhu příslušníci jiných druhů?

Chemické signály zprostředkující interakce mezi jedinci různých druhů mají většinou jiný význam pro vysílajícího než pro příjemce. Allomony zvýhodňují vysílajícího a slouží k obraně nebo zmatení oběti, k útoku na kořist, k lákání kořisti nebo k jejímu zotročení. Kairomony naopak prozradí kořist predátorovi či parazitovi. Kairomonem se může stát i feromon. Pro pestrokrovečníka mravenčího, jsou kůrovčí feromony vodítkem při lovu. To musí respektovat konstruktéři lapáků na kůrovce, aby neničili spolu s kůrovci i jejich přirozené nepřátele.

hn: Zná řeč chemických signálů u hmyzu také lest?

Křižákovití pavouci bolasové si napnou vodorovné vlákno, z něhož visí krátké vlákénko ukončené lepkavou kuličkou. Přilétne-li do bezprostřední blízkosti hmyz, pavouk po něm kuličkou švihne a hmyz se na ni přilepí. Pavouk přitom vylučuje látky, které jsou vysoce atraktivní pro samce určitých motýlů. Druhové spektrum kořisti pavouka se může měnit, někteří badatelé tedy spekulují, že i složení atraktivní směsi může pavouk podle potřeby pozměňovat. Příkladů, kdy jeden živočich oklame druhého podvržením jeho vlastního signálu, je mnoho. Nejvíc příkladů najdeme u nespočetných příživníků sociálního hmyzu, především mravenců. Říkáme jim společenští parazité.

hn: Člověk jistě využívá imitace hmyzích feromonů k tomu, aby hmyzí škůdce v určité lokalitě vyhubil.

V signalizačních lapácích se feromony používají ke zjišťování výskytu a šíření především karanténních druhů hmyzu. Někdy se feromonem, smíchaným s účinným insekticidem, napouštějí různé granulované substráty. Jindy obsahují lapáky hmyzí patogeny - viry nebo bakterie - jimiž se přilákaní samci nakazí a při páření nákazu roznáší dál. Snad nejrafinovanější metoda je ta, jež využívá syntetických samičích pohlavních feromonů k dezorientaci samců. V prostředí, kde hustota škůdce není vysoká, rozptýlíme umělý feromon, a samečkové pak mají problém s nalezením samiček.

hn: Je výzkum feromonů drahý?

Moderní analytické metody vyžadují velmi drahé přístroje, naštěstí ale umožňují pracovat jen s nepatrným množstvím výchozího materiálu. Náročné jsou i biologické pokusy, které mají ověřit vliv feromonů na zkoumaný hmyz. V laboratoři se využívají různé olfaktometry, nejznámější je tzv. větrný tunel. Na jednom konci se do proudu vzduchu rozptýlí testovaná látka a na druhém se vypouští hmyz, jehož reakce se zkoumají. Jedním z posledních úspěchů našeho ústavu byla identifikace feromonu klíněnky jírovcové. To je nepatrný motýlek, který každý rok ničí listy okrasných kaštanů ve velké části Evropy. Skupina našich výzkumníků se připojila k mezinárodnímu projektu, jehož cílem je vypracovat opatření, která by šíření tohoto škůdce zastavila.