Od korálů k pavoučím sítím: úvaha nad přisedlým způsobem života některých živočichů.

Nejednou jsem při potápění, zejména na korálovém útesu, přemýšlel nad tím, proč velká část mořských živočichů žije přisedlým životem a spousta jich vypadá spíše jako rostliny. Úvahu nad příčinami jsem pod vodou nikdy moc nerozvedl, protože mě vždy upoutalo něco dalšího a myšlenky se upnuly jinam. V minulém týdnu jsem na YouTube sledoval přenosy z plavidla Schmidtova institutu pro výzkum oceánů, které pomocí dálkově ovládaného robota provádělo výzkum dna hlubokomořských kaňonů u Jižní Ameriky. Vedle občasných rybek, nemnohých hlavonožců, sumýšů a nejrůznějších korýšů dominovaly společenstvu přisedlé organismy jako houby a různí žahavci. Pohled na tato fascinující temnotou zahalená společenstva prospívající v chladné vodě a extrémním tlaku mi připomněl nedokončenou úvahu a konečně jsem se pokusil ji někam posunout.

Peříčkovité kolonie silně žahavých pohárovek (Aglaophenia sp.) připomínající kapradiny a nad nimi lilijice Anneissia bennetti.

K čemu jsem tedy došel? Nepřekvapivě za vším stojí zřejmý fundamentální rozdíl mezi mořským (i sladkovodním) a suchozemským prostředím, tedy přítomnost vody coby všeobklopujícího média. Voda obsahuje rozptýlený plankton a částečky organického detritu. Hustá voda tyto částice nadnáší a udržuje ve vodním sloupci. Vzduch obdobné částečky rovněž obsahuje, ale je jich mnohem méně a brzy prohrávají boj s gravitací a padají k zemi. Pro mořské živočichy je výhodnou strategií přisedlý (sesilní, sedentární) život, kdy nemusí investovat energii do mobility a tvorby příslušných orgánů, které mobilitu umožňují. Místo toho vytváří ústrojí, které jim umožnují pasivně či aktivně filtrovat nebo jinak uchvacovat potravu rozptýlenou ve vodě. Potravu k nim přinášejí proudy, někteří živočichové umí vodu aktivně nasávat či proud směřovat k ústům nebo lapacím orgánům. Nadnášení vodou navíc živočichům umožňuje růst a prodlužování za účelem větší expozice proudům s živinami s menší nutností vkládání energie a materiálu do tvorby podpůrných struktur. Suchozemské organismy oproti tomu více bojují s gravitací a musí budovat pevnější kostry a obdobné struktury.

Selekční tlak evoluce na souši upřednostňuje mobilní živočichy, kteří aktivně hledají roztroušené zdroje a partnery. Charakter podmořského prostředí s živinami rozptýlenými v okolním médiu umožňuje existenci přisedlým živočichům. Tuto možnost využily nejrůznější skupiny, mimo jiné svijonožci, mlži, korálnatci, polypovci, houby, mechovky, … Mobilní fáze se u těchto živočichů obvykle omezuje na larvální stádium.

A proč tedy ta morfologická podobnost s rostlinami? Mezi přisedlými živočichy existuje konkurence o životní prostor. Výhodným mechanismem, jak si udržet zabrané stanoviště, je nepohlavní rozmnožování, které vede k tvorbě kolonií organismů. Kolonie jsou tvořeny opakujícími se jednotkami, které se rozprostírají do prostoru, aby měly plochu co nejvíce vystavenu směrem ke zdrojům potravy. Obdobnou strategii mají rostliny – jsou složeny z opakujících se jednotek sloužících k rozprostření do prostoru a umožňujících co nejefektivnější zachycování světelného záření listy.

Rohovitka Annella sp. vytváří statné vějířovité kolonie vystavené proudu s živinami.

V případě některých korálů žijících v povrchových vodách tropického moře je podobnost růstových tvarů s rostlinami umocněna dalším zajímavým jevem. Povrchové tropické vody jsou obvykle živinami chudé. Důvodem je teplotní zvrstvení, kdy mezi živinami bohatou chladnou hustou vodou v hloubce a teplou lehčí vodou na povrchu nedochází k mísení (analogie s olejem na vodě). Koráli se s nedostatkem živin vyrovnali symbiotickým soužitím s jednobuněčnými řasami, tzv. zooxanthellae, které jim dodávají energii. Tyto řasy jsou mimochodem zdrojem pestrých barev korálů a jejich odumření se projevuje nechvalně známým bělením korálů. Aby však řasy mohly efektivně fotosyntetizovat, je třeba jim zajistit dostatek slunečního záření. A odtud pramení větší či menší morfologická podoba s rostlinami – koráli tvoří růstovou formu optimalizovanou pro získávání stejného zdroje jako rostliny – světla. Jen místo listů jsou zde drobní polypi s jejich symbiotickými řasami. (A nebyla by to příroda, kdyby nenašla způsob, jak i rostlinám v chudých podmínkách dopřát možnost přilepšit si – třeba masožravostí…)

Tvarová podobnost korálů s rostlinami je tak projevem tzv. ekologické konvergence. Jedná se o proces, při kterém se u nepříbuzných organismů v důsledku podobného způsobu života v obdobných podmínkách prostředí vyvinou podobné vlastnosti. V tomto případě srovnatelná morfologie.

Vše je samozřejmě složitější, dalo by se například uvažovat o příčinách rozdílného zastoupení sesilních živočichů v tropických, temperátních či polárních mořích, ale jako úvaha o výrazném zastoupení přisedlých živočichů v moři a o příčinách jejich tvarové podobnosti s rostlinami předchozí text, věřím, dostačuje.

Živočišná houba (Haliclona sp.). Houby získávají potravu aktivním filtrováním vody.

Napadla mě však ještě otázka řešící opačný směr pohledu. Pokud selekce na pevnině vzhledem k podmínkám prostředí upřednostňuje mobilní živočichy, existují zde živočichové žijící usedlým životem podobným mořským živočichům?

Jako první mě napadl mravkolev. Larvy mravkolva vytváří nálevkovité pasti v sypké půdě a písku, které cílí na mravence. Pokud se neopatrný mravenec pohybuje po okraji těchto zrádných trychtýřů, obvykle na sebe larvu zahrabanou v jejich centru upozorní padajícími zrníčky písku. Larva po mravenci začne sypký materiál házet a mravence shodí k sobě dolů, kde jej vysaje. Oproti mořským živočichům zde usedle žije larva, ne dospělec.

Dalším příkladem částečně usedle žijících živočichů by mohly být nejrůznější mšice a červci, tedy hmyz živící se sáním rostlinných pletiv, který obvykle setrvává dlouho na jednom místě. Analogie s mořskými usedlými živočichy je však malá, protože se neživí vychytáváním částeček z okolního prostředí, ale parazitickým sáním. V tomto je podobnější přístup larvy mravkolva, pokud tedy nebohé mravence degradujeme na živinami bohaté částice proudící prostředím.

A propos mravenci… V případě sociálního hmyzu jsou jednoznačně usedle žijící královny. Ať už jde o mravence, vosy, včely, čmeláky, termity, všechna tato společenstva se starají o královnu ve svém středu, která se nikam nevzdaluje. Jedná se však o výrazně odlišnou životní strategii a paralela s mořskými usedlými živočichy je nízká, pokud vůbec nějaká.

Slávička mnohotvárná (Dreissena polymorpha) – sladkovodní filtrátor.

Jak by tedy mohl vypadat suchozemský živočich, aby analogie ve způsobu života s přisedle žijícím mořským živočichem byla větší? Kolonie těsně vedle sebe rostoucích nebo dokonce vzájemně propojených jedinců suchozemští živočichové nevytváří. Existuje tedy alespoň takový živočich, který by nebyl příliš mobilní a vytvářel nějakou strukturu, kterou by se snažil zachytit potravu z okolí? V tuto chvíli mě napadlo usnadnit si přemýšlení a poradit se s AI. Po počátečním nesouladu, kdy AI prosazovala v koloniích žijící hlodavce rypoše lysé, jsme si porozuměli a dostal jsem tip, u kterého jsem se zastyděl, že mě hned také nenapadl. Doslova jsem totiž o tuto strukturu sloužící k zachycování aktivně se pohybujících či větrem unášených potenciálních živin mnohokrát zavadil nosem. Pavučina! Sítě vytvářející pavouci žijí alespoň částečně přisedle a čekají pasivně na drobný hmyz, který se zachytí v pavučině. A nejen hmyz je vítanou kořistí. Ve vzduchu je rozptýlený i tzv. aeroplankton neboli vzdušný plankton. Jedná se o drobné organismy, spory a pyl, které se také zachycují na lepkavých vláknech pavoučí sítě. Pavouci své sítě pravidelně obnovují a před tkaním nové sítě starou zkonzumují. Dalo by se čekat, že takto pozřou víceméně nechtěně, pasivně, i zachycený pyl. V případě alespoň některých pavouků však byl dokázán příjem aktivní. Křižák obecný (Araneus diadematus) a křižák skvostný (Aculepeira ceropegia), druhy běžné i v české přírodě, patří mezi ty, u kterých byl příjem pylu coby potravy zkoumán se zajímavým zjištěním. Zejména v případě mladých pavouků jsou některá pylová zrna větší než jejich ústní otvor. Pro konzumaci těchto velkých pylových zrn je třeba nejdříve rozpustit jejich vnější obal a natrávit je pomocí trávících enzymů. Následně dojde k vysátí rozpuštěných živin. Jde tedy o záměrnou konzumaci, které předchází příprava. Tito pavouci tak nejsou čistě masožraví, ale jedná se o omnivory čili všežravce. V případě juvenilních křižáků je pyl možná i hlavním zdrojem potravy, především v jarním období, kdy je pyl oproti hmyzu hojný. Z pohledu srovnání s přisedle žijícími mořskými živočichy, kteří se živí filtrováním či lapáním živin přinášených proudem, se jedná patrně o nejbližší analogii pocházející ze suchozemského prostředí.

Studie zabývající se významem pylu jako potravy pavouků křižáků:

Eggs, B., & Sanders, D. (2013). Herbivory in spiders: The importance of pollen for orb-weavers. PLoS One, 8(11), e82637.