Učení jako klíč k úspěchu parazitických sumečků

Vědci z Ústavu biologie obratlovců AV ČR zjistili, že reprodukční parazité (zvaní také hnízdní parazité – jako třeba kukačka) se musí naučit, jak svého hostitele správně obelstít. Při prvních pokusech jsou tito parazité totiž až tragicky neúspěšní, a teprve trénink a nově nabyté zkušenosti z nich dělají mistry ve svém oboru. Vědci to potvrdili při sledování parazitických ryb v zajetí i v přirozeném prostředí – jezeře Tanganika v Africe. Výsledky publikoval prestižní časopis Nature Communications.

Parazité a hostitelé spolu interagují v rámci koevolučního závodu ve zbrojení. Koevoluce funguje na tzv. principu Červené královny, nazvaného na základě analogie z knihy Alenka v říši divů Lewise Carrolla. V jedné kapitole královna Alence vysvětluje: aby zůstala na místě, musí běžet, jak nejrychleji dovede. Přesně o takový závod se jedná i mezi hostitelem a jeho parazitem. Oba běží, co můžou, aby jim ten druhý neutekl, a oba vlastně zůstávají na stejné pozici.

„Že se hostitelé umí „učit“ bránit hnízdním parazitům během života a pokouší se jim takto „utéct“, jsme ukázali už dříve. Teď jsme zjistili, že také parazité se učí a „dohání“ hostitele, a popsali jsme, jak to dělají. Takže se tyto závody ve zbrojení odehrávají ve dvou rovinách – evoluční – na úrovni stovek a tisíců let – a individuální – během života každého jednotlivce,“ říká Martin Reichard, vedoucí výzkumné skupiny Evoluční ekologie ryb Ústavu biologie obratlovců AV ČR (ÚBO AV ČR).

Parazitující ryby

„Hnízdní parazitismus je typicky studován u ptáků, např. kukaček. My jsme si vybrali sumce peřovce, kteří jsou rybími ekvivalenty kukaček. Tito afričtí sumci parazitují ryby s velmi vyvinutou rodičovskou péčí, tzv. tlamovce. Samice tlamovců o svá mláďata pečují ve své ústní dutině, a právě toho parazitičtí peřovci využívají. Jakmile totiž samice tlamovce poprvé jikry do tlamky nasává, samice peřovce jí obratně podstrčí i své jikry. Tím se zbaví nákladné péče o vlastní potomstvo a může se věnovat další reprodukci. Kromě bezpečí pro vlastní jikry v tlamce hostitele se svým mláďatům takto postarala i o první svačinu, jelikož malí sumečci se líhnou dříve než potomci hostitele a začnou si hned pochutnávat na svých nevlastních sourozencích,“ dodává Martin Reichard.

„Kromě bezpečí pro vlastní jikry v tlamce hostitele se svým mláďatům takto postarala i o první svačinu, jelikož malí sumečci se líhnou dříve než potomci hostitele a začnou si hned pochutnávat na svých nevlastních sourozencích.“

„Proces učení je pak obzvláště důležitý pro správný moment, kdy do tření tlamovců vpadnout. První pokusy peřovce parazitovat svého hostitele bývají téměř vždy neúspěšné, snaží se o ně příliš brzy či příliš pozdě. Až několikaměsíční trénink plný pokusů a omylů začne peřovcům přinášet sladké plody odměny. Zkušení peřovci pak mívají několikanásobně vyšší úspěšnost při parazitaci než úplní začátečníci, u kterých se pohybuje okolo 25 %, “ vysvětluje Radim Blažek, spoluautor studie (ÚBO AV ČR).

Expedice u jezera Tanganika

„Kombinovat pokusy v zajetí a pozorování v přírodě je pro výzkum chování ideální. Ani jedna část by pro zodpovězení naších otázek sama nestačila.“

Pro výzkum vědci využili jak nově zrekonstruované chovy ryb na pracovišti v Brně, tak poznatky z přímých pozorování v přírodě. V polovině dubna se tým Martina Reicharda vrátil z měsíční expedice ze Zambie, kde se výzkumu parazitických peřovců věnoval přímo v jezeře Tanganika. Vědci se v něm potápěli, lovili a pozorovali peřovce přímo v přirozeném prostředí. „Kombinovat pokusy v zajetí a pozorování v přírodě je pro výzkum chování ideální,“ říká Holger Zimmermann (ÚBO AV ČR), hlavní autor studie.„Ani jedna část by pro zodpovězení naších otázek sama nestačila.“

„Výzkum a lov peřovců v hloubkách 15–25 m není snadný, ale takové náročné aktivity jsou přirozenou součástí zoologického výzkumu nejen v Africe,“ dodává Radim Blažek.

„Věřím, že náš výzkum přináší nový pohled na vznik tohoto zajímavého způsobu péče o potomstvo. Námi studovaný druh je možné také pozorovat v zajetí mnohem lépe než pravé kukačky, což nám umožňuje, abychom si pomocí pokusů kladli další otázky,“ uzavírá Martin Reichard.

Současný výzkum parazitických sumečků probíhá v rámci pětiletého projektu Martina Reicharda Význam koevoluce pro ekologickou speciaci, který uspěl v prestižní soutěži EXPRO Grantové agentury ČR a byl zahájen v roce 2021. Více o projektu zde.

Podcast: https://www.ivb.cz/podcast/druhy-dil-hnizdni-parazite-mezi-rybami/

Kontakt:

prof. RNDr. Martin Reichard, Ph.D.
Ústavu biologie obratlovců AV ČR
e-mail: reichard@ivb.cz

Open Access: https://www.nature.com/articles/s41467-022-29417-y

DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-022-29417-y

Přečtěte si také

• Prachotřenka nečekaná – nápadný lišejník, kterého si donedávna nikdo nevšiml
• Sloučenina, která „neexistuje“, napoví, jak syntetizovat nestabilní molekuly
• Meruňky může letos opět poškodit mráz, podesáté za 12 let
• Není stres jako stres – i odpověď buňky na něj má různé formy
• Ve třech maďarských obcích je více sýčků než v celé České republice
• Horizontální mitochondriální transfer je klíčový proces v biologii nádorů
• Vědění ve věku nedůvěry a postavení vědy v současném světě
• Odstranění překážek v práci může přinést 10 miliard do veřejných rozpočtů ročně
• Czech-BioImaging už 10 let přináší špičkové technologie české vědě i průmyslu
• Akademický sněm dnes zvolí nové širší vedení Akademie věd