Fascinující pavouci
2. 4. 2008
Málokterá skupina živočichů vyvolává tak velký obdiv i odpor současně. Málokterá fóbie dokáže být tak silná jako arachnofóbie. Pokusme se nyní změnit strach z pavouků na respekt k jednomu úseku evoluce.
Málokterá skupina živočichů vyvolává tak velký obdiv i odpor současně. Málokterá fóbie dokáže být tak silná jako arachnofóbie. Pokusme se nyní změnit strach z pavouků na respekt k jednomu úseku evoluce. Pavouci jsou opředeni mnoha mýty a pověstmi. Sám název vědy o pavoucích pochází ze starořecké báje. Arachné natolik podlehla své pýše pramenící ze schopnosti tkát nejjemnější předivo, že vyzvala k soutěži bohyni věd a umění. Obraz, který dívka utkala, však Pallas Athéně nestačil a tak ji proměnila v pavouka.
Vědci napočítali, že celkové množství žijících pavouků dosahuje miliardy jedinců od velikosti půl milimetru do devíti centimetrů. V České republice žije zhruba osm set druhů pavouků, ale počet druhů na Zemi převyšuje čtyřicet tisíc, přičemž toto číslo není konečné – každoročně je popsáno dalších dvě stě druhů.
Doc. RNDr. Jaromír Hajer, vedoucí katedry biologie, Přírodovědecká fakulta Univerzity J. E. Purkyně, Ústí nad Labem: Stáří pavouků se odhaduje na 380 miliónů let a právě tak staré jsou ty nejstarší fosílie. Pavouci jsou charakterističtí přítomností několika unikátních znaků. Na prvním místě bych jmenoval snovací ústrojí. Pak je to další důležitý znak, a to jedové žlázy, jejich toxin, ale ten se vyskytuje samozřejmě u řady dalších živočichů také. A pak je to mimotělní trávení.
Pavouci mají obvykle osm očí. Jejich tělo je složeno z hlavohrudi a zadečku připojeného stopkou. Do klepítek zvaných chelicery ústí jedové žlázy. Na rozdíl od hmyzu mají osm končetin. Pavouci jsou bez výjimky draví živočichové a svou kořist loví mnoha způsoby, často za pomocí sítí.
Potravu pavouci nejprve ochromí, nebo usmrtí jedem. Jed vzniká ve speciálních žlázách uložených při kořenech mohutných kusadel. Vývody žláz mají vzhled kanálků, které vedou dutinami drápků, jimiž jsou kusadla zakončena. Otvory na konci drápků toxin vytéká. Do paralyzované oběti pavouci napumpují trávicí šťávy, nechají je několik minut či hodin působit a zkapalněný obsah nepatrným otvorem v těle kořisti vysají. Trávení je mimotělní vzhledem k úzkému jícnu, který neumožňuje polykání větších částic.
Téměř všichni pavouci dokáží vytvořit jed. Pro člověka však mohou být nebezpeční jen někteří sklípkani, černá vdova či pavouci rodů Loxosceles a Atrax, neboť na rozdíl od jiných dokáží prokousnout lidskou kůži. Například černá vdova vpravuje čtyři miligramy toxinu, který usmrtí laboratorní myš během dvaceti minut, morče za šest a půl hodiny, kočku za pět dnů. U velkých savců jako jsou koně a velbloudi byl po kousnutí úhyn pozorován jen výjimečně. Naopak velmi odolné jsou ovce a kozy. Nicméně i pavoučí jed může být člověku užitečný. Farmaceutické firmy dokonce vykupují jed sklípkanů, z něhož se údajně podařilo vyrobit perspektivní lék proti epilepsii.
Doc. RNDr. Jaromír Hajer, vedoucí katedry biologie, Přírodovědecká fakulta Univerzity J. E. Purkyně, Ústí nad Labem: Já si ale myslím, že tím nejvýznačnějším znakem, opravdu tím, který přímo pavouky symbolizuje, je snovací ústrojí a jeho produkt – to znamená pavučina. Zvláštní pavučina, která chemicky je v podstatě podobná hedvábí, které tkají housenky bource morušového, ale ta vlákna jsou mnohem dokonalejší, mají mnohem dokonalejší mechanické vlastnosti.
Evoluce „vložila“ snovací aparát do rozsáhlého zadečku. Tvoří jej tři až čtyři páry snovacích bradavek. Hlavní rozdíl mezi pavoučími a jinými vlákny ale není pevnost, nýbrž stupeň, do něhož se protáhnou, než prasknou. Pavoučí vlákna se mohou protáhnout až o 30 %, zatímco třeba vlákna našich šlach jen o 10 %.
V tenkostěnných žlázách hedvábná tekutina vzniká, ukládá se v nich a odvádí na povrch bradavek. Vnější vývody jsou podobné chlupům a zformované do cívkovitého tvaru. Lze je přirovnat k tryskám, kterými se pod velkým tlakem vystřikuje hedvábí, které pak na vzduchu tuhne. Pavouci pomocí končetin, na jejichž koncích mají drápky se speciálními hřebínky, pak svoje hedvábí spřádají.
Pavouci požívají svoje snovací ústrojí mnoha způsoby, ale čtyři z nich jsou hlavní. Prvním je materiál pro hedvábné zámotky zvané kokony, ve kterých se vyvíjejí vajíčka. Druhým je předivo pro úkryty. Další dvě jsou vlákna pro stavbu a opravy tenat, nezbytných k lovu potravy, a také zhotovování vlečných lan.
Doc. RNDr. Jaromír Hajer, vedoucí katedry biologie, Přírodovědecká fakulta Univerzity J. E. Purkyně, Ústí nad Labem: U takových úplně největších pavouků, jako jsou pavouci rodu nephila, tak tam na hmotnost pavouka 75 mg připadá hmotnost sítě, která má průměr přes dva metry, hmotnost 126 mikrogramů. A do takové sítě se mohou zachytit i třeba malí ptáci!
Atomární silový mikroskop dokáže s velmi vysokým rozlišením několika málo nanometrů získat trojrozměrný obraz biologického vzorku. Výhodou metody je práce v přirozených podmínkách, aniž by se vzorek musel nějak speciálně připravovat. Takto lze získat informace o mechanických, elektrických i magnetických vlastnostech pozorovaných vláken. Výzkumy ve Spojených státech odhalily, že vlákna sítí křižáků jsou na hmotnostní jednotku pevnější než ocel a jsou srovnatelná se superpevným polymerovým materiálem Kevlarem. Sítě musí zastavit letící hmyz a pohltit jeho pohybovou energii. Konstrukce kruhové sítě přenáší energii z místa úderu letícího hmyzu do celé její plochy. Pohybová energie se ztrácí přeměnou na teplo, takže nevzniká zpětný náraz, který by hmyz katapultoval ven.
Doc. RNDr. Jaromír Hajer, vedoucí katedry biologie, Přírodovědecká fakulta Univerzity J. E. Purkyně, Ústí nad Labem: Spolupracujeme samozřejmě s naší laboratoří biosenzorů a spolupracujeme s fyziky a chceme přispět k objasnění struktury vláken, a tím, co tady zjistíme, se pokusíme také modelovat a pokusíme se vytvořit modely vláken, které tady pozorujeme.
Avšak k tomu, aby vědci mohli vytipovat vhodná vlákna, musí pavouky zkoumat i etologicky – tedy přijít na to, k čemu pavouci vlákna vlastně potřebují.
K dalším výzkumným úkolům ústeckých vědců patřila biologie pavouka zvaného snovačka skleníková. Tento drobný pavouk si během celého životního cyklu vystačí pouze s červci. Červci patří mezi nejnebezpečnější škůdce rostlin a jsou tak malí, že je většinou ani nepoznáme. Snovačka skleníková z vibrací vláken své sítě zjistí přítomnost červce a snaží se ho z povrchu rostliny odtrhnout. Hmyz je pomocí pružných vláken katapultován do sítě, kde jej snovačka dokonale obalí, naplní trávicími enzymy a vysaje. Pavouk se tedy může stát pomocníkem člověka.
Snovačka však také dokáže změnit strategii svého lovu. Tady ulovila a spoutala cvrčka. Nejprve z něj vysaje hemolymfu, jejíž vytékání cvrček podporuje svými pohyby. Pavouk stále na živém hmyzu hledá další místa, kde zhotovuje chelicerami a svými enzymy otvory. Teprve po vysátí hemolymfy cvrčka usmrtí a naplní trávicími enzymy.
Pavouci jsou také známí svým kanibalizmem. Tady vědci pozorovali líhnutí mláďat sklípkanů. Část vajíček se nevyvíjí, takže se stávají potravou dalších mláďat, která je vysají.
Doc. RNDr. Jaromír Hajer, vedoucí katedry biologie, Přírodovědecká fakulta Univerzity J. E. Purkyně, Ústí nad Labem: My jsme se zabývali pavouky, kteří žijí v extrémních podmínkách. Pro něž je třeba vyvinout zvláštní metodiku výzkumu, takže já třeba jsem se zaměřil na problém miniaturizace všech těch orgánů, které pavouk potřebuje ke své činnosti a zaměřil jsem se na takové ty drobné druhy, které jsou prostě pozoruhodné, unikátní, fascinující.
Mimořádný je také způsob rozmnožování pavouků. Druh argyrodes patří mezi kleptoparazity. Žije na okraji sítí křižáků a krade jim kořist. Při kopulaci samec vylučuje na hřbetní části hlavohrudi jakýsi nápoj lásky, který tlumí agresivitu samice. Samec se zduřelými makadly naplněnými spermiemi dotýká samičího orgánu. Ke kopulaci dochází poblíž kokonů, které samice ukradla a které si hlídá.
Samce druhu Theridiosoma však čeká smutný osud. Několikavteřinové kopulace se opakují po čtyřicet až padesát minut. O přestávkách se chce samec od samice vzdálit, samice však zachytí jeho vlečné lano a přitáhne ho opět k sobě. Přitom se samčího snovacího ústrojí odvíjí hedvábí, které pozře, aby získala dostatek bílkovin. Samec ovšem poté vyčerpáním zahyne.
Pavouci nemají příliš dobrou pověst – možná právě pro svůj způsob páření, spousty nohou, chlupatost nebo dravost. Určitě jim však nelze upřít mimořádnou vynalézavost a účinné obranné i útočné mechanizmy. Proto se také stále častěji ujímají jako rozkošní domácí mazlíčci.
Autor: Šárka Speváková