Owady, które pierdzą
Wzdęcia to nie wyłączna cecha kręgowców. Wiele owadów również produkuje gazy jelitowe — częściowo jako produkt uboczny trawienia, częściowo jako aktywną strategię przetrwania. Świat owadów oferuje jedne z najbardziej fascynujących i najgłośniejszych przykładów gazu jelitowego w królestwie zwierząt, nawet jeśli szczegóły anatomiczne różnią się zasadniczo od ludzkich.
Czy owady w ogóle mają jelito?
Tak — owady mają kompletny przewód pokarmowy od ust po odbyt (tzw. proktodeum), z wyspecjalizowanymi strukturami jelita przedniego, środkowego i tylnego. W jelicie tylnym wielu gatunków żyją symbiotyczne mikroorganizmy fermentujące materiał roślinny — zwłaszcza celulozę i hemicelulozę. Ta fermentacja wytwarza te same gazy co u ludzi: dwutlenek węgla, wodór, metan i związki siarki. To, czy owady aktywnie „uwalniają” te gazy, czy dyfundują one biernie przez kutykulę, zależy od gatunku. Jasne jest jedno: wymiana gazowa zachodzi.
Karaluchy: producenci metanu
Karaluchy amerykańskie (Periplaneta americana) i różne gatunki karaluchów należą do najlepiej zbadanych owadów wytwarzających gaz. Badania zmierzyły, że pojedynczy karaluch może uwalniać do 35 miligramów metanu dziennie — imponująca liczba w przeliczeniu na masę ciała. W jelicie tylnym karaluchów żyją metanogenne archeony — ta sama grupa mikroorganizmów, która wytwarza metan w ludzkim jelicie i w żwaczu bydła. Ponieważ karaluchy występują w ogromnych gęstościach populacji i są rozpowszechnione na całym świecie, niektóre modele szacują ich udział w globalnych emisjach metanu na mierzalne ułamki procenta.
Termity: niedoceniana siła klimatyczna
Termity to owady o największym globalnym znaczeniu w kwestii produkcji metanu — tak istotnym, że zasługują na osobny artykuł. Wersja skrócona: termity żyją w koloniach milionów zwierząt, żywią się niemal wyłącznie celulozą, a ich wspólnota trawienna bakterii, pierwotniaków i archeonów wytwarza ogromne ilości metanu i CO₂. Szacunki sugerują, że termity odpowiadają na świecie za 2–4 procent atmosferycznej produkcji metanu — liczba, która staje się coraz istotniejsza w dyskusji o zmianie klimatu.
Chrząszcze bombardiery: najgłośniejsza obrona
Żaden artykuł o produkcji gazu przez owady nie byłby kompletny bez chrząszcza bombardiera (gatunki Brachinus). Ściśle rzecz biorąc, ich broń obronna to nie pierdnięcie — ale mechanizm jest fascynująco pokrewny. W odwłoku chrząszcza bombardiera są dwa oddzielne zbiorniki: jeden z hydrochinonem, drugi z nadtlenkiem wodoru. W obliczu zagrożenia chrząszcz miesza obie substancje w wyspecjalizowanej komorze reakcyjnej, gdzie zachodzi wybuchowa reakcja egzotermiczna. Rezultat: głośny huk, temperatura do 100°C i precyzyjnie wycelowany strumień. Chrząszcz może wystrzeliwać ze swojego „działa gazowego” do 500 razy na sekundę i celować niemal w dowolnym kierunku — dzięki ruchomym otworom wylotowym na odwłoku.
Czy wiesz, że?
- Pojedynczy karaluch może produkować do 35 mg metanu dziennie — więcej niż krowa w przeliczeniu na masę ciała.
- Termity odpowiadają za 2–4% globalnych emisji metanu.
- Chrząszcz bombardier wystrzeliwuje wybuchowy związek chemiczny z odwłoka — do 500 razy na sekundę.
- Te same metanogenne archeony, które żyją w żwaczach bydła, żyją też w jelicie tylnym karaluchów.
Ciekawostka
Chrząszcz bombardier przeżył eksperyment, w którym połknęła go ropucha: wystrzelił swoją broń chemiczną wewnątrz żołądka ropuchy, po czym ta zwróciła go po 44 minutach. Chrząszcz przeżył bez szwanku. Zdarzenie to udokumentowano w badaniu naukowym w 2012 roku.
Źródła
- Hackstein, J.H.P. & Stumm, C.K. (1994). Methane production in terrestrial arthropods. PNAS, 91(12), 5441–5445.
- Suarez, F.L. et al. (1999). Fermentation and gas production in the cockroach hindgut. Insect Biochemistry.
- Dean, J. et al. (1990). Defensive spray of the bombardier beetle. Science, 248, 1219–1221.
- Mahaney, W.C. (2002). Atlas on the human environment. Springer.