Meszki antarktyczne mają unikatową strategię przetrwania w nieprzyjaznym środowisku bieguna południowego. Larwy owadów wykorzystują dwa mechanizmy hibernacji, dzięki którym osiągają dojrzałość w momencie, gdy pozwalają im na to warunki atmosferyczne. To jedyny znany nauce organizm, u którego zidentyfikowano taką taktykę.
Większość owadów to zwierzęta ciepłolubne. Najwięcej gatunków zamieszkuje strefę tropikalną, niektóre potrafią jednak przystosować się nawet do ekstremalnego zimna. Meszka antarktyczna (Belgica antarctica) to jedyny owad występujący na Antarktydzie, na dodatek niepotrafiący żyć w żadnym innym naturalnym siedlisku. Japońscy i amerykańscy badacze przyjrzeli się im bliżej, by odkryć, w jaki sposób udaje im się przetrwać w tak niegościnnym miejscu.
Dwie metody hibernacji
Naukowcy opracowali metodę hodowli meszek antarktycznych w laboratorium, które jak najdokładniej odzwierciedlało warunki panujące na Antarktydzie. Obserwacje prowadzone były na przestrzeni sześciu lat - owady spędzają dwa lata w postaci larwalnej, zagrzebane w ziemi, by w odpowiednim momencie przekształcić się w formę dorosłą i znaleźć partnera.
Jak wynika z badań opublikowanych na łamach "Scientific Reports", larwy wchodziły w stan uśpienia dwukrotnie, za każdym razem w oczekiwaniu na nadejście "zimy". Naukowców zaskoczył jednak fakt, że wykorzystywały dwa mechanizmy hibernacji.
W pierwszym roku wchodziły w stan odrętwienia, który pojawia się w momencie wystąpienia niekorzystnych warunków. Gdy robiło się cieplej, organizmy ponownie stawały się aktywne. Drugiego roku u zwierząt występowała obligatoryjna diapauza (okres, w którym rozwój zostaje wstrzymany), która regulowana jest hormonalnie. Wszystkie larwy budziły się i przekształcały w formę dorosłą po upływie określonego czasu, niezależnie od warunków środowiskowych.
"Ustaliliśmy, że w przypadku meszki antarktycznej obligatoryjna diapauza kończy się wraz z nadejściem niskich temperatur w zimie" - wyjaśnił Shin G. Soto z Uniwersytetu Metropolitarnego Osaki, współautor badania.
Doskonała synchronizacja
Naukowcy tłumaczą tę strategię zmieniającymi się potrzebami larw. W pierwszym roku życia, gdy rosną i dojrzewają, możliwość obudzenia się jak najszybciej i pobierania pokarmu jest dla nich istotna. Nieco inaczej wygląda sytuacja przed drugą zimą, kiedy owady są gotowe do przepoczwarzenia. Dojrzałe meszki żyją zaledwie kilkanaście dni, dlatego obudzenie się wszystkich osobników o tej samej porze zwiększa szansę znalezienia partnera i przedłużenia gatunku.
Soto dodał, że meszki antarktyczne są pierwszym żywym organizmem, w którego cyklu życiowym stwierdzono występowanie kilku strategii zimowania. Badacze podejrzewają jednak, że podobne cykle życiowe mogą pojawiać się u gatunków zamieszkujących inne ekstremalnie nieprzyjazne środowiska.
Meszka antarktyczna to gatunek endemiczny dla Półwyspu Antarktycznego - nie występują w żadnym innym miejscu na Ziemi. W przeciwieństwie do znanych nam muchówek są one nielotne. Co ciekawe, te mierzące około 5 milimetrów długości owady to największe znane nam zwierzęta, które spędzają całe swoje życie na antarktycznej ziemi - więksi przedstawiciele świata zwierząt opuszczają czasami ląd drogą morską lub powietrzną.
Źródło: Osaka Metropolitan University, United States Antarctic Program
Źródło zdjęcia głównego: Mike Lucibella/USAP