Jak zaujmout protějšek opačného pohlaví? Světlušky si na to před mnoha miliony let vymyslely světélkování, jak nově potvrdil mezinárodní výzkumný tým se zástupci z olomouckého centra CATRIN. „V odborné komunitě se vedly letité dohady, zda si dospělci světlušek vyvinuli světélkování primárně k sexuální komunikaci, nebo jako ochranu před predátory,“ říká jeden z autorů studie Dominik Kusý.

U svítících larev světlušek bylo určení důvodu jednodušší – nerozmnožují se, a světélkováním tak dávají najevo, že nejsou chutnou potravou. Jak to ale mají dospělí jedinci? „Rozsáhlou evoluční analýzou jsme zjistili, že dospělci světlušek začali světélkovat již před více než 133 miliony let. Tedy dávno předtím, než se na Zemi objevili jejich přirození nepřátelé – současní ptáci a netopýři,“ shrnuje Kusý, proč je pravděpodobnější hypotéza „námluvy“.

Komunikace je to skutečně promyšlená. „Jednotlivé druhy světlušek používají specifické signály – různé barvy od zelené po žlutou nebo intenzitu blikání na principu morseovky –, aby se mezi sebou rozpoznaly,“ říká Kusý. Samičky jednoho druhu světlušky ze Severní Ameriky se například naučily „cizí jazyk“, čímž přilákají samečka jiného druhu, kterého následně sežerou, aby získaly proteiny pro tvorbu vajíček.

Unikátní je i u nás nejčastější světluška menší. Většině světlušek svítí celý konec zadečku, ale pouze u „naší světlušky“a jednoho příbuzného rodu ze Severní Ameriky mají samice několik svítících bodů po celém těle. Proč? To se zatím přesně neví.

Nejen světlo, ale i vůně

Jak už to v životě bývá, celé je to asi složitější. „Dokončujeme studii, ve které jsme zjistili, že při námluvách naší nejrozšířenější světlušky menší kromě světla hrají roli i feromony, což by opět změnilo pohled na celou problematiku,“‎ říká Martin Novák z České zemědělské univerzity, jeden z mála českých „světluškologů“. Zkoumá jejich výskyt, životní strategie a způsob chování, komunikaci, ale i to, jak vypadají a jak lze podle toho určovat jejich klasifikaci.

foto Radim Schreiber

V Česku se výzkumu světlušek věnuje ještě olomoucká skupina, která se ale zaměřuje na biodiverzitu a evoluci hmyzu obecně, například na vznik a fungování bioluminiscence na molekulární úrovni, a světlušky jí slouží jako jedna z modelových skupin. „Obecně je vědců zkoumajících světlušku celosvětově málo. Opravdu aktivních je nás zhruba šedesát, celkem do dvou set. Pravidelně se potkáváme na světluščí konferenci,“ říká Novák. Úspěchy českých vědců tak významně přispívají k poznání a udávají směr celému oboru.

Z přírody do laboratoře

Ačkoli z Česka známe hlavně světlušky, celkem světélkujících živočichů a hub existují tisíce druhů. Nejvíce takových organismů žije v mořích. Schopnost bioluminiscence se evolučně vyvinula dokonce několikrát, nezávisle na sobě. I to přináší neuvěřitelnou pestrost barev a projevů. Zvířata se umějí „rozsvítit“ vědomě – mozek vydá signál, který spustí chemickou reakci, jejímž výsledkem je světlo.

Většině zvířat svítí různé části těla, ale například hlubokomořská kreveta (Acanthephyra purpurea) zastrašuje své predátory vypuštěním zářícího oblaku. Některé ryby samy schopnost bioluminiscence nemají, přesto světélkují – využívají bioluminiscenční bakterie, dalo by se říci „za byt a stravu“.

foto Radim Schreiber

Bioluminiscence zvířat má mnoho funkcí: děsí predátory, láká kořist i protějšky. Mimo jiné od nepaměti fascinuje lidstvo a vědci ji již po mnoho let používají v nejrůznějších laboratorních experimentech.

„Využití luminiscence ve vědě a medicíně je krásným příkladem praktického využití na počátku možná dost podivného výzkumu. Dnes je ‚světluščí reakce‘ základem mnoha výzkumů v oblasti genetiky a genetického inženýrství,“ dodává Martin Novák. 

Autorka je stálou spolupracovnicí redakce, působí na Univerzitě Karlově

Světlušky

• Patří do čeledi světluškovitých (Lampyridae), popsáno je asi dva tisíce druhů.

• V Česku se vyskytují tři druhy – světluška menší, větší a krátkokřídlá.

• Larvy žijí dva až tři roky a jsou to velcí predátoři – loví malé hlemýždě, páskovky pruhované. Svoji kořist zakousnou a vstříknou do ní neurotoxický jed, který ji zabije a natráví a ony pak vysají již natrávenou potravu.

• Dospělci nepřijímají potravu, proto žijí pouze dva až tři týdny.

• Nejlepší čas na pozorování světlušek je od poloviny června do poloviny července, zhruba půl hodiny po západu slunce.

• U naší nejběžnější světlušky menší samečci svítí slabě a létají ve výšce několika metrů – hledají v trávě samičky, které létat neumějí (nemají křídla), ale naopak svítí velmi výrazně – lákají samečka k páření.

• Kvůli časově omezenému pozorování pouze v období kolem svátku Jana (24. června) si vysloužily přezdívku „svatojánské mušky“.

• Na mnoha místech světluškám hrozí vyhynutí, na vině je zánik jejich přirozeného prostředí, nadužívání pesticidů a umělé osvětlení.

• I proto „Praha hledá světlušky“, probíhající projekt, do kterého se může zapojit každý, si klade za cíl zmapovat jejich výskyt a podle toho navrhnout vhodná opatření pro jejich ochranu. „Potěšilo nás, že byly nalezeny na 25 různých místech Prahy,“ říká hlavní organizátor Martin Novák. „Vyhráno ale nemají, musíme je začít více chránit.“

Shutterstock.com

Co se to v té buňce třpytí?

Třpytivé částečky v buňkách mikroorganismů pozoroval již Charles Darwin, až nyní ale čeští vědci popsali, že se ve většině případů jedná o purinové biokrystaly, jež mají unikátní vlastnosti. Doposud jsme je znali jen u lidí a zvířat jako součást ledvinových kamenů nebo usazenin při onemocnění dna. „Nejedná se o bioluminiscenci – nedochází k aktivní produkci světla, ale pouze k odrazu světla od molekul purinů,“ objasňuje první autorka studie Jana Pilátová z Univerzity Karlovy.

„Purinové biokrystaly mají řadu unikátních funkcí, například představují zásobárnu dusíku nebo mají velmi zajímavé optické vlastnosti, což je mimo jiné předurčuje k využití v biooptice nebo nových materiálech,“ vyjmenovává vědkyně. Zatím je nedokážeme připravit v laboratoři, vyrobit je umějí pouze buňky.

Tento objev by mohl nalézt využití v medicíně při léčbě dny nebo ledvinových kamenů, biokrystaly by zároveň mohly sloužit jako nové optické materiály nebo zelenější hnojiva. Proč jsme je popsali až nyní? „V mikroorganismech byly přehlížené, vlastně i my jsme se jim začali věnovat náhodou, díky použití analytické metody, která je běžná v chemii, geologii nebo v materiálovém inženýrství, ale v biologii ji zatím nikdo moc nepoužívá. Přitom se s ní dá přímo v buňkách studovat chemické složení molekul – každá molekula má totiž něco jako vlastní otisk prstu,“ říká Pilátová.

Bioluminiscence

Jedná se o vyzařování světla některými skupinami organismů. Celý proces je výsledkem oxidace luciferinu za přítomnosti enzymu luciferázy. Při této reakci se vyzařuje až 96 procent energie ve formě světla a pouhá čtyři procenta jako teplo. Přeměna energie je velmi efektivní, například v klasických žárovkách se na světlo přemění jen kolem deseti procent energie.