Světélkující brouci

Světélkující brouci
Kristýna Janišová
Katedra biologie
Pedagogická fakulta Univerzity Palackého v Olomouci
Možnost produkovat světlo neboli bioluminiscence patří mezi velmi zajímavé schopnosti
některých organismů. Zvláště pak u brouků, především světlušek, je světélkování známé nejen
entomologům, ale celé veřejnosti. Je to dokonce tak známý jev, že se s ním můžeme setkat
v mnoha pohádkách, legendách či básních.
Bioluminiscence existuje ve formě aktivní či pasivní. Při aktivním světélkování vytváří
organismus světlo sám, při pasivním světélkování k tomu využívá symbiotické luminiscenční
mikroorganismy.
Obr. 1
Které organismy svítí?
Dosud je na naší Zemi známo přes 550 druhů organismů, které mají schopnost
bioluminiscence. Z tohoto množství jich najdeme více než 250 v mořích a oceánech, zbytek
je suchozemských, ve sladké vodě se však nevyskytuje žádný světélkující organismus.
Kromě
brouků
se
se
schopností
světélkovat
můžeme
ještě
setkat
například
u některých stonožek, dešťovek, hub a bakterií, z mořských zástupců jsou to především
medúzy a ryby, dále pak trubýši a obrněnky.
Proč organismy svítí?
Důvody bioluminiscence jsou různé. Organismy svítí, aby snáze nalezly partnera
pro rozmnožování (světlušky), luminiscenci používají při dorozumívání (někteří hlavonožci)
nebo osvětlení či přilákání kořisti (hlubokomořské ryby), vyvolání poplachu nebo zmatení
nepřítele (někteří korýši).
Obr. 2
Světélkující brouci
Brouci (Coleoptera) představují nejpočetnější řád hmyzu, celosvětově je popsáno okolo
400 000 druhů, v České republice asi 6 000 druhů. Nejvýraznější znak brouků je to, že první pár
křídel mají přeměněný v tvrdé krovky.
Od toho je také odvozen jejich latinský
název – koleos (kryt neboli pouzdro)
a pteron (křídlo). Brouci jsou hmyz
s proměnou dokonalou, tj. jejich životní
cyklus sestává z vajíčka, larvy, kukly
a dospělce. Mezi brouky můžeme najít
druhy milimetrové i velké až 20 cm,
barevně
nenápadné,
splývající
s prostředím, kde žijí, i pestře zbarvené.
Obr. 3
Mezi brouky se schopností
světélkovat
nepatří
jen
známé
světlušky (Lampyridae). Produkovat
světlo umí také někteří zástupci
z kovaříkovitých (čeleď Elateridae)
a z čeledi Phengodidae z Ameriky
a také z čeledi Rhagophthalmidae,
která se vyskytuje v Asii.
Obr. 4
Proč světlušky svítí?
Světlušky
(Lampyridae)
patří
mezi
nejznámější
brouky,
kteří
jsou
schopni
bioluminiscence. S touto čeledí se můžeme setkat po celém světě. Na Zemi je známo přes
2000 druhů světlušek. U nás se můžeme setkat se třemi druhy, nejbohatší oblast
co do počtu druhů jsou však tropy.
Využívání bioluminiscence u světlušek patří mezi obzvlášť zajímavé. Nesvítí pouze
většina dospělců, ale také larvy všech světlušek, a dokonce i některá vajíčka. Larvy a dospělci
však svítí z naprosto rozdílných důvodů.
V průběhu výzkumů světélkování larev světlušek bylo zjištěno, že tyto larvy využívají
luminiscenci jako výstražný (tzv. aposematický) signál, podobně jako vosy využívají své žlutočerné zbarvení. Upozorňují tak predátora, že obsahují nechutné steroidní látky – lucibufaginy,
které způsobují jejich nepoživatelnost. Takový predátor, který jednou ochutná larvu světlušky,
to již pravděpodobně znovu nikdy neudělá.
Dospělci světlušek využívají bioluminiscenci jinak. Slouží jim jako prostředek k získání
partnera pro rozmnožování. Většina nočních světlušek v dospělosti nepřijímá potravu, proto
rychlé nalezení partnera díky světelným signálům je pro ně velmi důležité. Různé světlušky pak
mají různé světelné vzory – jejich světélkování se liší např. vlnovou délkou produkovaného
světla i frekvencí těchto světelných záblesků. Podle toho poznají samičky samečka svého
druhu, dokonce i v rámci druhu si pak mohou vybírat samečka s nejatraktivnějším vzorem
svícení.
Jak světlušky svítí?
Bioluminiscence vzniká na základě chemické reakce ve speciálních buňkách – fotocytech, které
tvoří světelné orgány. V těchto buňkách dochází k reakci, kdy protein luciferin je odbouráván při
oxidaci enzymem luciferázou za uvolnění energie ve formě studeného světla. Při této reakci se
vyzařuje až 96 % světla a jen 4 % tepla (např. žárovka přeměňuje pouze 5 % elektrické energie
na světlo a celý zbytek na teplo).
Obr. 5
Se
zajímavým
využitím
světélkování
se můžeme setkat u severoamerického rodu
Photuris, jehož samičky napodobují světelné
vzory jiných světlušek. Nalákaného samečka pak
uloví a slouží jim jako potrava.
Obr. 6
Obr. 1: Světlušky (Lampyridae), zdroj: http://www.flickr.com/photos/rshephorse/5843854207/.
Obr. 2: Medúza čtyřhranka (Cubozoa), zdroj: http://dept.lamar.edu/biology/faculty/abc/student%20pages/cubozoa%20page%202.htm.
Obr. 3: Brouci (Coleoptera), zdroj: http://www.insectnet.com/photos/events0102/s_calpoly_best2.htm.
Obr. 4: Kovařík svítivý (Pyrophorus noctilucus), zdroj: http://www.cookingideas.es/5-insectos-que-brillan-con-luz-propia-20120807.html.
Obr. 5: Umístění světelných orgánů našich světlušek, zdroj: http://www.glowworms.org.uk/ident.html.
Obr. 6: Samička rodu Photuris, zdroj: http://ase.tufts.edu/biology/firefly/.