Motyl, który chciał być pszczołą

Marta Skowron Volponi

Temperatura ponad trzydzieści stopni Celsjusza, wilgotność powietrza około dziewięćdziesiąt procent. Skóra lepi się od potu. Chętnie zlizują go malutkie, łaskoczące pszczoły. Na szczęście bezżądłowe. Wokół czyhają bzyczące komary i przemykające po ścieżce pijawki. Czekają na okazję, żeby posmakować krwi, zapewniając sobie w ten sposób sukces rozrodu. Zdradliwie zwisające z konarów kłujące pnącze boleśnie wbija się w skórę. To tropikalny las deszczowy. Moje wymarzone miejsce badań.

Jestem w największym parku narodowym Malezji, Taman Negara, ponad 4 tys. kilometrów kwadratowych (dla porównania: to powierzchnia około 70 razy większa od Puszczy Białowieskiej). Cały jego obszar porasta gęsta dżungla, najstarsza na Ziemi, licząca sto trzydzieści milionów lat. A mówiąc gęsta, mam na myśli taką ilość zarośli, przez które, poza wąską ścieżką, nie da się przebić bez mozolnego cięcia maczetą. Skład lasu zmienia się tu wraz z wysokością nad poziomem morza. Najbogatszy przyrodniczo jest las nizinny, to jedno z najbardziej bioróżnorodnych miejsc na Ziemi. Nikt dokładnie nie wie, ile roślin i zwierząt tu występuje. Znanych jest około 150 gatunków ssaków, 480 ptaków (nie licząc migracyjnych), 60 płazów i 60 gadów. Gatunków bezkręgowców jest tak dużo, że nikt ich nie policzył. Jeśli chodzi o rośliny, to samych drzew jest około 2 tys. gatunków, a na jednym hektarze może być nawet 240 różnych. Dla mnie najważniejsze są tu zwierzęta sześcionożne – owady. To one są moją największą pasją od wczesnego dzieciństwa. Tutaj, wśród tropikalnej roślinności Malezji, znaleźć je można w każdym kolorze i kształcie. Ja znalazłam niepozornego, ale – jak się okazało – zupełnie unikatowego owada.

Niemal doskonała imitacja

Był dzień, jakich wiele w tropikach – ciepło, słonecznie, bezwietrznie. Z ciężkim aparatem fotograficznym szłam po ścieżce wzdłuż rzeki Tahan. To niezwykła rzeka. Na odcinku 135 km płynie przez dziką dżunglę, jak nożem przecinając Taman Negara z północy na południe. Z jej czystych wód korzystają tylko lokalne plemiona Orang Asli oraz dzikie zwierzęta. Źródło ma na dalekiej górze Gunung Tahan, najwyższym szczycie Malezji kontynentalnej, liczącym 2187 metrów n.p.m. i będącym sercem parku narodowego. Szłam przez las szukając miejsca, gdzie mogłabym dostać się na brzeg rzeki. W końcu znalazłam prześwit i, kierowana ciekawością, zaczęłam przedzierać się przez krzaki. Wiele ukłuć, zadrapań i otarć później znalazłam się na brzegu. Widok zapierał dech w piersiach. Rzeka płynęła wartkim nurtem. Czysta woda ukazywała kamieniste dno i wielość ryb. Po drugiej stronie stała ściana zieleni, zwisające konary odbijały się w wodzie. Po raz pierwszy udało mi się dostrzec korony wysokich drzew tropikalnych (w głębi dżungli jest to praktycznie niemożliwe), niektóre z nich były obsypane kwiatami. Obok przeleciał granatowy motyl wielkości mojej dłoni – to Papilio memnon. Nie zdążyłam nawet podnieść aparatu, a on już zniknął między drzewami.

Szłam kamienistym brzegiem rzeki, gdy nagle zauważyłam malutką pszczółkę, latającą zygzakiem, z tylnymi odnóżami ciężkimi od żółtego pyłku kwiatowego. Zaintrygowana, poszłam jej śladem. W końcu przysiadła na jednym z kamieni. Miała zaledwie centymetr długości, wąziutkie, przezroczyste skrzydła, gęste futerko na tylnych odnóżach, jasne pręgi na odwłoku… Ale zaraz, zaraz. Coś mi nie pasowało. Nigdy wcześniej nie widziałam takiej pszczoły. Nachyliłam się bliżej, a ona… Wysunęła zwiniętą w trąbkę ssawkę do pobierania płynnego pokarmu. To był motyl, a nie pszczoła! Już wiedziałam, że to imitacja, niemal doskonała, ale jednak imitacja pszczoły. To, co wzięłam za żółty pyłek kwiatowy na tylnych odnóżach, okazało się jedynie jaskrawo ubarwionym futerkiem, a przezroczyste skrzydła po bliższym przyjrzeniu się miały czarne obramowanie. Cechą charakterystyczną motyli jest obecność mikroskopijnych łusek na skrzydłach, które nadają im barwę, stąd druga nazwa motyli – łuskoskrzydłe.

Intuicja podpowiadała mi, że znalazłam unikatowego owada i że może to być gatunek dotąd nieznany nauce. Ale jak udowodnić, że odkryło się nowy gatunek motyla? Przypomina to trochę pracę detektywa, wymaga podobnej dozy cierpliwości, pokory i determinacji…

Znakomita większość nowych gatunków motyli z rodziny przeziernikowatych opisywana jest jedynie na podstawie okazów złapanych w pułapki z przyciągającymi te owady feromonami. Niestety, motyle w tych pułapkach giną. Powstają więc opisy wyłącznie morfologii złapanego owada, bez informacji o behawiorze czy nawet dokładnego siedliska, bo motyl zwabiony feromonami może przylecieć z daleka. A dla mnie to właśnie badania behawioralne owadów są najbardziej fascynujące, w szczególności nowych gatunków, o których jeszcze nic nie wiadomo. Jednak żeby badać mojego motyla w terenie, musiałam najpierw uzyskać pozwolenie od rządu Malezji. Zapisałam więc koordynaty GPS miejsca, w którym znalazłam przeziernika, zrobiłam mu liczne zdjęcia i wróciłam do Polski.

Apetyt na sól

Proces aplikacji o pozwolenie był długi i skomplikowany. Musiałam sporządzić projekt badań, jego uzasadnienie, finansowanie, a także znaleźć naukowca z Malezji, który miał pełnić rolę pośrednika między mną a urzędnikami malezyjskimi. Po spełnieniu wszystkich tych warunków i wysłaniu aplikacji, na decyzję czeka się pół roku. Mój projekt został zatwierdzony dopiero przy drugim podejściu, z całą listą warunków i zasad, których musiałam przestrzegać w terenie. Niektóre z nich były wręcz absurdalne, np. okazało się, że jako naukowiec nie mogłam obserwować owadów w parku narodowym, ale jako turystka już tak. Mimo to miesiąc później byłam w Malezji. Pierwsze kilka dni załatwiałam formalności w urzędach – musiałam otrzymać „kartę naukowca” (miałam trzymać ją zawsze przy sobie, nawet w dżungli!) oraz wizę profesjonalną wklejoną do paszportu wraz z tytułem mojego projektu. To uprawniało mnie do pobytu i wykonywania badań w Malezji przez rok. Wtedy mogłam wreszcie pojechać do Taman Negara.

W końcu wróciłam w teren, na brzeg rzeki Tahan. Minęły dwa lata od momentu, w którym po raz pierwszy zobaczyłam „mojego” motyla. Dżungla po raz kolejny zachwyciła mnie swoim pięknem. Od razu zaczęłam rozglądać się za moim ulubieńcem. I oto był! Mały motylek wylądował na wilgotnym kamieniu i wyciągnął ssawkę. To samiec. Szukał soli na obmywanych wodą kamieniach. To tzw. (ang.) mud-puddling, zachowanie wcześniej obserwowane u wielu gatunków motyli, jednak niemal wyłącznie u samców. Zbadano, że sól korzystnie wpływa na spermatogenezę, więc jej spożycie może zwiększać sukces rozrodczy samców.

Gdy słońce wspinało się wyżej, coraz więcej motyli przylatywało nad rzekę. Zmierzyłam temperaturę i wilgotność powietrza – parametry te sprawdzałam codziennie przez dwa tygodnie. Odkryte przeze mnie przezierniki pojawiały się około 9:30 rano i odlatywały w głąb dżungli około 17:00. Przez ten czas właściwie bez przerwy spijały roztwór soli z wilgotnych kamieni. Najchętniej siadały na żółtych, więc wzięłam jeden do późniejszej analizy. Testowałam też różne przynęty, licząc na to, że któraś z nich okaże się atrakcyjna dla tego gatunku. Wypróbowałam m.in. feromony sporządzone dla kilku europejskich gatunków z rodziny Sesiidae, roztwór miodu, cukru, lekko sfermentowane owoce. Nic ich nie skusiło. Dopiero kamień polany roztworem soli (NaCl) faktycznie przyciągał „moje” przezierniki.

Tę ekspedycję zakończyłam chwytając kilka osobników do analizy morfologicznej (musiałam w tym celu znaleźć miejsce występowania motyla poza parkiem narodowym i pod czujnym okiem pracownika Wildlife Department w Malezji zebrać kilka okazów referencyjnych). Żeby udowodnić, że znaleziony gatunek jest nowy dla nauki, najpierw należy określić, z czym jest spokrewniony i przypisać go do jak najniższej rangi taksonomicznej. Wiedziałam, że znaleziony przeze mnie motyl należy bez wątpienia do rodziny Sesiidae – przeziernikowatych, gdyż posiadał charakterystyczne dla tej rodziny cechy. Te niezwykłe motyle upodobniły się w toku ewolucji do błonkówek, czyli pszczół, os, szerszeni czy trzmieli. Przezroczyste obszary wąziutkich skrzydeł u przezierników są niemal pozbawione łusek. Inne cechy tych owadów, służące prawdopodobnie do tego, by zmylić drapieżnika, to proste, buławkowate czułki, jasne pręgi na odwłoku czy futerko na tylnych odnóżach. To upodabnianie się zwierzęcia pozbawionego mechanizmów obronnych (naśladowcy) do gatunku, który jest albo niesmaczny, albo potrafi aktywnie się bronić (tzw. modelu), nazywane jest mimikrą Batesa. Przezierniki dopracowały tę strategię niemal do perfekcji.

Spełnione marzenia

Przy przypisywaniu zwierząt do odpowiedniej rangi taksonomicznej, niezwykle pomocna jest analiza genetyczna. Sekwencje DNA są wysoce zmienne między organizmami, dzięki czemu dla każdego gatunku na Ziemi może zostać wyznaczony genetyczny „kod kreskowy”. W przypadku zwierząt zwykle jest to gen kodujący białko oksydazę cytochromu c. Już istnieją ogromne bazy danych, zawierające miliony genetycznych kodów kreskowych, które umożliwiają szybką identyfikację gatunków na podobnej zasadzie jak kody na produktach w sklepie. Po zsekwencjonowaniu DNA z nogi mojego okazu, porównałam uzyskaną sekwencję DNA z bazami danych. Pomógł mi w tym promotor mojej pracy doktorskiej, profesor Grzegorz Węgrzyn, specjalista z zakresu biologii molekularnej i genetyki. Pozwoliło to przypisać okaz do rodzaju Heterosphecia z rodziny Sesiidae, jednak nawet od najbliżej spokrewnionego gatunku różnił się w 10%. Już różnica na poziomie 2-3% jest podstawą do wyłonienia nowego gatunku. Moją drugą specjalizacją, oprócz entomologii, jest biologia molekularna. Umiejętność analizy sekwencji DNA znacznie przyspiesza proces identyfikacji owada. Jednak nie wszystkie znane na świecie gatunki są obecne w genetycznych bazach danych. Dlatego taka analiza nie wystarczy i wciąż najważniejsze przy wyodrębnianiu nowych taksonów są porównania morfologiczne.

Za pomocą wysokiej rozdzielczości mikroskopów stereoskopowych i optyczno-cyfrowych dokładnie opisałam wygląd „mojego” przeziernika. Użyłkowanie skrzydeł oraz morfologia aparatu kopulacyjnego samca są ważnymi cechami diagnostycznymi u motyli. W przypadku owada o rozpiętości skrzydeł około jednego centymetra sporządzenie preparatów tych narządów to praca wymagająca niezwykłej precyzji. Skrzydła odcina się od tułowia, pozbawia łusek za pomocą pędzelka z naturalnego włosia, barwi, żeby wszystkie żyłki były dobrze widoczne, a następnie zatapia w odpowiednim medium na szkiełku mikroskopowym. Żeby wypreparować genitalia, gotuje się odwłok kilka minut w roztworze wodorotlenku potasu, następnie oddziela się igłą około dwumilimetrowy aparat kopulacyjny od odwłoka, barwi i odpowiednio układa go na szkiełku mikroskopowym.

Dokładną morfologię badanego okazu trzeba następnie porównać z morfologią gatunków najbliżej spokrewnionych. Po przestudiowaniu ogromnej ilości literatury na temat tropikalnych Sesiidae, co wymagało również sprowadzenia niemal zapomnianych publikacji z Japonii, Wietnamu, Stanów Zjednoczonych i Niemiec, mogłam ostatecznie potwierdzić, że odkryłam nowy gatunek motyla. Nazwałam go Heterosphecia pahangensis, od rejonu Pahang, w którym został znaleziony. Uczucie było niesamowite. Jedno z tych, na które czeka się całe życie – uczucie spełnionego marzenia (publikacja naukowa ukazała się na łamach czasopisma „Zootaxa” w 2015 roku).

Raj na ziemi

Po opublikowaniu opisu nowego gatunku, moje zainteresowanie nim nie zgasło. Zdałam sobie sprawę, że obserwacje zachowania przezierników w ich naturalnym środowisku są niezwykle rzadkie i wartościowe. Dlatego po raz kolejny wybrałam się do Malezji. Chciałam zagłębić się w badania behawioralnych aspektów mimikry.

Od samego początku w zachowaniu odkrytego przeze mnie gatunku najbardziej fascynował mnie jego lot. Motyle latały zygzakiem nisko nad ziemią, szukając atrakcyjnego kamienia, od czasu do czasu zawisając na chwilę, jakby badając teren. Nie jest to lot typowy dla motyli, ale raczej dla pszczoły. Na tej samej plaży bez trudu mogłam obserwować kilka gatunków pszczół, które latały w ten sam sposób. Zygzakowaty, podobny do błonkówek lot przeziernika może więc być strategią obliczoną na zmylenie drapieżnika. Potencjalny drapieżnik będzie raczej unikać polowania na błonkówkę, która może boleśnie użądlić. Motyl udający pszczołę może więc mieć większe szanse na przeżycie.

Żeby sprawdzić, jak bardzo lot tego przeziernika jest podobny do lotu pszczoły, napisałam projekt sfilmowania lotu motyla oraz jego modeli mimikry, czyli pszczół. Profesjonalną kamerą filmującą w zwolnionym tempie, nawet 1000 klatek na sekundę, zarejestrowałam lot przezierników oraz pszczół. Na podstawie uzyskanego materiału filmowego można określić parametry lotu, takie jak jego tor i prędkość, a także częstotliwość uderzeń skrzydeł. Jeżeli motyl imituje pszczołę w locie, parametry te będą podobne u obu owadów, dając dowód na występowanie mimikry behawioralnej. Byłoby to cenne odkrycie naukowe, gdyż badania tego typu nie były jeszcze prowadzone na motylach (co potwierdził profesor Robert Dudley, specjalista z zakresu biomechaniki lotu owadów z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, kopromotor mojej pracy doktorskiej).

Co roku, gdy wkraczam do lasu tropikalnego, jestem tak samo zafascynowana, jak za pierwszym razem. Jej różnorodność wydaje się nieskończona, wciąż widzę jakiegoś owada po raz pierwszy, ciągle wydaje mi się, że pod kolejnym liściem czeka na odkrycie nowy gatunek. Powietrze wypełniają dźwięki tysięcy cykad i zapach wilgotnej roślinności. Dla mnie, entomologa badającego tropikalne owady albo po prostu osoby kochającej przyrodę, to raj na Ziemi.

Mgr Marta Skowron Volponi, entomolog i biolog molekularny, doktorantka Katedry Biologii Molekularnej, Wydział Biologii Uniwersytetu Gdańskiego