Obsah Úvod 7 1. Čmelák pruhovaný 23 2. Rok čmeláka 37 3. Horkokrevný čmelák 48 4. Stručná historie čmeláků 60 5. Nalezení cesty domů 70 6. Kostival a páchnoucí nohy 83 7. Ďábli medvědovití 94 8. Quinn a Toby, detekční psi na čmeláky 116 9. Čmeláčí války 134 10. Pačmeláci (čmeláčí kukačky) 142 11. Nepřátelé čmeláků 150 12. Ptáci a čmeláci 167 13. Záleží na velikosti? 180 14. Kečup a turečtí imigranti 197 15. Chez Les Bourdons 218 16. Dobročinnost jen pro čmeláky 239 17. Návrat královny 260 Obecné a latinské názvy britských čmeláků 277 Poděkování 279 Rejstřík 281
Úvod
Můj zájem o čmeláky a další druhy hmyzu se objevil v době, kdy mi bylo sedm let. Tehdy jsme se s rodinou přestěhovali z malého dvojdomku na rozrůstajícím se předměstí Birminghamu do malé vesnice jménem Edgmond v Shropshiru. Můj otec vyrostl v nedalekém tržním městě Newportu a coby učitel byl posedlý tím, aby jeho dva synové získali dobré vzdělání. Newport měl a stále má výborné gymnázium, které otec navštěvoval. Doufal, že tam nastoupíme i já a můj bratr, pokud dokážeme složit přijímací zkoušku. V sedmi letech jsem se o školu moc nestaral, moc se mi ale líbil náš nový dům. Když se na to dívám zpětně, byl docela ošklivý, s vyrážkou kamenného obkladu na zdech a šerednou přístavbou s plochou střechou, ale malí kluci se o takové věci nezajímají. Dům však stál na samotě a měl mnohem větší zahradu, než na jakou jsem byl zvyklý. Měli jsme tam rozlehlé květinové záhony, jabloně a slivoně, jezírko, dvě prastaré dřevěné kůlny plné pavučin a obřích pavouků, z nichž mi běhal mráz po zádech, a dostatek místa, aby tam otec mohl na pěkném políčku pěstovat zeleninu. A co víc, dům byl na jedné straně otevřený do krajiny. Stačilo jen přejít hlavní silnici ve vsi, seskočit z kamenné zídky a byl jsem na rozsáhlém otevřeném prostoru s mohutným kaštanem, po němž jsem mohl lézt. Za horkých letních dnů pod stromem často stával mrzutý strakatý šedý kůň se sklonem ke kousání a kopání a máchal ocasem, aby odehnal mouchy. Na 7
Návrat čmeláků
jaře se strom hemžil čmeláky poletujícími po jeho pyramidách krémových a růžových květů. Záplava čmeláků a včel znamenala, že se květy v pozdním létě proměnily ve spoustu kaštanů, jimiž jsme s kamarády, schovaní v husté zeleni koruny stromu, bombardovali kolemjdoucí. Můj otec se o květiny příliš nezajímal. Dovoloval mi ale pěstovat, co se mi líbilo, takže jsem si zasadil levanduli, komuli Davidovu (motýlí keř) a šantu kočičí, aby lákaly čmeláky a motýly. Na jeden ze starých dřevěných přístřešků jsem jako potravu pro můry navedl zimolez a zasadil jsem samčí rostlinu vrby jívy, aby poskytovala včelám a čmelákům potravu brzy na jaře. Vybudoval jsem velkou skalku ze starých cihel, které jsem vybíral z polorozpadlých zemědělských staveb mezi poli a loukami a nosil je v ruksaku domů. Dole jsem nechal mezery, aby tam mohli hnízdit čmeláci, a vršek jsem osadil štírovníkem růžkatým kvůli květům pro včely a čmeláky a chutným listům pro housenky modráska jehlicového. Vykopal jsem větší jezírko a osadil ho čolky, koljuškami a všemi možnými dalšími živočichy z nedalekého vodního kanálu. Vůbec netuším, kde se ve mně tohle všechno vzalo. Můj otec byl učitel historie, který dodnes dokáže odříkat pořadí anglických panovníků od Viléma Dobyvatele s daty jejich panování a určit stáří budovy podle tvaru jejích oken nebo ozdob. Dejte mu ale čmeláka a bude úplně bezradný (přestože jsem se ho v tomto směru pokoušel vzdělávat). Moje matka učila tělocvik, byla skvělá a dravě soutěživá v pálkované nebo s tenisovou raketou, ale bez sebemenšího zájmu o cokoli v přírodě. Nebyla vůbec nadšená z havěti jakéhokoli druhu a příšerně se bála pavouků. Musel jsem se tedy učit sám za pomoci celé řady přírodovědných atlasů a průvodců divokou přírodou, jimiž mě rodiče nadšeně zásobovali; otec miloval knihy všeho druhu. 8
9.
Čmeláčí války
Je tenhle ubohý demi-čmelák co napůl spí na mém koleni, nějaké monstrum ze zvěřince? Ne! To je Eric, půlčmelák! – Monty Python, 1972
Čmeláci nepochybně patří mezi nejmírumilovnější a nejpřátelštější druhy hmyzu. Když poletují a usedají na květy v zahradě, jsou klidní a v případě vyrušení člověkem nebo jiným hmyzem prostě odletí pryč. Na rozdíl od vos nebo včel medonosných většině čmeláků podle všeho ani příliš nevadí, když se šťouráte kolem jejich hnízda, a žihadlo používají až jako úplně poslední možnost. Kromě toho jsou to vysoce společenští tvorové – dcery spolupracují se svou matkou při péči o potomstvo a při shánění potravy. Filozofové a spisovatelé od Aristotela a Platona až po Shakespeara a Marxe používali čmeláčí společenství jako modelový příklad, ve srovnání s nímž jsou lidé považováni za zaostalé. Co by koneckonců mohlo být harmoničtější než společenství sexuálně neaktivních sester spolupracující se stárnoucí matkou na péči o mladší sestry? Nicméně tento zdánlivě altruistický a idylický ženský klášterní systém není tím, čím se zdá být, protože ve stínu hnízda se odehrávají ostré boje a hojně dochází ke kanibalismu, zabíjení novorozeňat a k vraždám. 134
Čmeláčí války
Abychom si tuto temnou stránku vysvětlili, je důležité se nejdřív podívat na to, proč jsou čmeláci normálně tak společenští. To je trochu komplikované. U většiny živočichů se rodiče starají o své potomky, protože ti jsou nositeli jejich genů do další generace. Rodiče, kteří za sebou nechávají hodně potomků, předávají mnoho genů, takže jakýkoli gen způsobující, že rodiče jsou úspěšní v plození a odchování potomstva, bude v následujících generacích stále rozšířenější. Geny rodičů, kteří po sobě zanechávají málo potomků, se zcela evidentně rychle vytratí. To je podstatou evoluce na základě přirozeného výběru (což samozřejmě nemusíte vědět nebo chápat, abyste byli dobrými rodiči). Někteří evoluční biologové dokonce tvrdí, že jsme pro naše geny pouze jimi stvořené nástroje, které jim mají pomoct množit se – což je poněkud znepokojivá myšlenka. I přes riziko, že to bude působit trochu učebnicově, musím vysvětlit něco málo o genech a dědičnosti. Tato dvě slova zasévají strach do srdcí vysokoškolských studentů, protože si je spojují s ďábelsky komplikovanou zkušební otázkou jako „vypočítejte pravděpodobnost, že dítě barvoslepé levačky z Cardiffu provdané za jednonohého Glasgowana se srpkovitou anémií bude mít hnědé oči a bude kulhat“. Budu se snažit vysvětlit to co nejjednodušeji a na konci nebude následovat žádná zkouška. Geny se přenášejí v řetězcích (zvaných chromozomy) obsažených v jádrech téměř každé buňky našeho těla. Většina živočichů včetně nás a samiček čmeláků jsou diploidní, tedy máme dvě sady každého chromozomu, a tudíž dvě sady každého genu. Lidé mají dvacet tři párů chromozomů. Samice čmeláka mají mezi dvanácti a devatenácti páry v závislosti na druhu. Hadilka (druh kapradiny) má rekordních více než 1 200 párů, byť není známo, k čemu je tato jinak docela nevýrazná malá rostlinka potřebuje. Tyto chromozomové řetězce obsahují veškeré informace potřebné k vybudování plně funkčního člověka, čmeláka nebo kapradiny, cosi jako rozsáhlý návod k montáži a použití. 135
Návrat čmeláků
Každý gen je možné vnímat jako recept – geny poskytují informace k vytvoření konkrétního proteinu potřebného v těle. Je užitečné, že máme dvě kopie každého genu, protože některé jsou nefunkční – recept obsahuje chybu, tudíž nefunguje. Běloši mají chybu v genu, jenž předává návod na výrobu proteinu s elegantním názvem regulátor transmembránové vodivosti u cystické fibrózy (cystic fibrosis transmembrane coductance regulator neboli CFTCR). Takže pokud máme správnou kopii tohoto genu, jsme v pořádku. Pokud náhodou vlastníme dvě špatné kopie, máme cystickou fibrózu. Když plodíme potomky, předáváme jim jeden z každého páru chromozomů, tudíž jednu kopii každého genu, dobrou nebo špatnou. Druhou kopii získají od druhého rodiče. Aby to bylo možné, máme speciální typ dělení buněk (známý jako meióza neboli redukční dělení), k němuž dochází v našich gonádách (pohlavních žlázách) a při němž se normální, diploidní buňky dělí a tvoří gamety – spermie a vajíčka –, jež jsou haploidní, tedy mají jen jednu kopii každého z dvaceti tří chromozomů. Při pohlavním rozmnožování gamety od obou partnerů splynou a vytvoří diploidní buňku, zygotu, která se pak dělí a roste, až z ní vznikne nový organismus. V důsledku tohoto procesu má každý z vašich potomků 50 procent vašich genů (zbývajících padesát procent pochází od druhého rodiče). Slovy evoluce vaše geny selhaly, i když máte dvě děti, protože průměrně byl každý váš gen předaný jednou. Víc než dvě děti, a vaše geny se mohou považovat za úspěšné. Méně než dvě děti, a vaše geny by mohly být oprávněně zklamané vaším výkonem. U lidí jeden z párů chromozomů určuje pohlaví. Pohlavní chromozom má dva typy – X a Y. Vaše matka měla dva chromozomy X. Váš otec měl X a Y a vaše pohlaví závisí výhradně na tom, jestli vám předal svůj chromozom X, nebo svůj chromozom Y. Podle tohoto genetického systému jste z 50 procent 136
Čmeláčí války
spojeni nejen se svými potomky, ale také z 50 procent se svými rodiči a svými sourozenci. V budoucnu pak můžete být z 25 procent příbuzní se svými vnoučaty, pokud nějaká budete mít, a jste také z 25 procent spojeni se svými prarodiči, tetami, strýci, synovci a neteřemi atd. To samé platí pro většinu zvířat, ne však pro čmeláky. U těch je to mnohem komplikovanější. Čmeláci patří k blanokřídlému hmyzu, velké a velmi úspěšné skupině, jež zahrnuje také mravence a vosy. Není náhoda, že mezi blanokřídlé patří většina známých druhů sociálního hmyzu. Je to kvůli jejich dosti zvláštní genetice. U čmeláků je pohlaví určováno jediným genem. Pokud má jedinec dvě různé kopie tohoto genu, je to samička. Pokud má dvě identické kopie nebo jen jednu kopii, je to sameček. Samičky čmeláků mají stejně jako my dvě kopie každého chromozomu. Pro samečky je typické, že mají jen jednu. Aby zplodila syna, musí samička čmeláka jen naklást neoplodněné vajíčko. Haploidní gameta se vyvine ve zdravého syna. Synové nemají žádného otce, jsou to pancharti. Pro zplození dcery oplodňuje samička své vajíčko spermatem od samce. U čmeláků se toto sperma uchovává v těle královny od předchozího léta. Pokud je kopie genu určujícího pohlaví ve spermii odlišná od obou dvou různých kopií matky, budou tito diploidní potomci samičky. V normální, zdravé čmeláčí populaci jsou desítky (možná stovky) různých verzí tohoto genu, takže je nepravděpodobné, že by gen otce byl stejný jako verze matky. Jedním zvláštním důsledkem toho, že jsou samečkové haploidní, je, že nepotřebují proces meiózy ke tvorbě haploidních gamet. Všechny jejich buňky jsou haploidní, a tudíž všechny jejich spermie nesou stejnou sadu genů. Omlouvám se, pokud už téměř usínáte. Vyučuju tyhle záležitosti každý rok studenty třetího ročníku na Stirlingu a každý rok si všímám, že během pěti minut minimálně polovina třídy přestává vnímat bez ohledu na to, jak moc se to pro ně snažím 137
Návrat čmeláků
udělat zajímavé. Toto vše je ale důležité, protože to vede k některým velmi zvláštním vzorcům příbuznosti. Dcery dostávají jednu kopii každého chromozomu od své matky a jednu od svého otce, takže jsou z 50 procent příbuzné se svou matkou a ona s nimi. Synové získávají jednu kopii od každého z matčiných chromozomů, takže nesou padesát procent jejích genů. Sestry musejí sdílet identické geny z otcovy strany a průměrně sdílejí 50 procent genů, jež získávají od své matky. Takže celkově jsou příbuzné ze 75 procent. To je rozhodující záležitost – čmeláčí sestry jsou víc příbuzné mezi sebou než buď se svou matkou, nebo s vlastními potomky. Dalším podivným rozmarem tohoto systému je, že otec je stoprocentně spřízněný se svými dcerami (ty mají všechny jeho geny), ale dcery jsou pouze z 50 procent spřízněné s ním (polovina jejich genů pochází od matky). Pokud už jste naprosto zmatení, jako jsem byl já, když jsem se to poprvé snažil pochopit, nemějte obavy. Opravdu si potřebujete pamatovat jen tohle: samička čmeláka je z 50 procent příbuzná se svými dcerami a syny, ale ze 75 procent se svými sestrami. A teď proč je cokoli z toho důležité? Začínal jsem toto mírně suchopárné pojednání o genetice čmeláků tvrzením, že rodiče pečují o své potomstvo, protože to je nositelem jejich genů. Teď se zkuste vžít do role čmeláčí dělnice ve čmeláčím hnízdě. Mohla by se pokusit naklást vlastní vajíčka. Protože se nepářila, byli by to synové, kteří nesou 50 procent jejích genů. Dejme tomu, že by se i mohla spářit a zplodit dcery: ty by také nesly pouze 50 procent jejích genů. Nebo by mohla pomáhat s péčí o sestry, jež jsou nositelkami 75 procent jejích genů. Takže pokud se nemění nic jiného, je pro ně výhodnější cestou pro zvyšování počtu kopií vlastních genů péče o sestry než o vlastní potomstvo. To je v podstatě důvodem, proč se u blanokřídlých rozvinulo vysoce sociální chování, jež je ale dosti ojedinělé u většiny ostatních organizmů. Jejich zvláštní genetika předurčila dcery, aby 138
Čmeláčí války
pomáhaly matce s péčí o vlastní sestry, místo aby se snažily samy se rozmnožovat. Mravenčí, vosí, včelí nebo čmeláčí hnízdo je rozsáhlá, úzce stmelená skupina příbuzných sester pomáhajících své matce v produkci ještě více sester. To, doufejme, vysvětluje, proč je čmeláčí hnízdo tak harmonické. Pokud pečují o své sestry, měly by být dělnice spokojené. Nemají žádnou motivaci se snažit o plození vlastního potomstva. Problém nastává, když je čas zplodit syny, protože někdo je zplodit musí. U čmeláků hnízdo v zimě vymře, takže jedinou možností je zplodit nové královny a samečky zvané trubci, aby se s nimi spářili před koncem léta, aby oplodněné královny mohly přežít zimu. Takže ve vrcholném létě čmeláčí královna začne klást oplodněná (samičí) i neoplodněná (samčí) vajíčka. Až do té doby vydávala feromonový signál instruující její samičí potomstvo, aby se vyvíjelo jako dělnice, nikoli královny. Zhruba v době, kdy začíná klást samčí vajíčka, tento signál vypíná. Úkolem královny během jara a počátku léta je vybudovat velkou pracovní sílu. Teď je jejím cílem použít tuto pracovní sílu na zplození co nejvíce dcer-královen v co nejkratší době v naději, že tak zanechá své následovnice do budoucího roku (měl bych zdůraznit, že tím nenaznačuji ze strany královny jakýkoli promyšlený záměr). Pro královnu je to vše velmi prospěšné: je stejnou měrou příbuzná se svými syny i s dcerami (50 %), takže spokojeně plodí oboje. Ale péče o bratry není pro její dcery dělnice až tak atraktivní pozice. Protože jejich bratři nemají otce, jsou ekvivalentem nevlastních bratrů, a tak mají pouze 25 % genů svých sester. Pokud hnízdo musí vyprodukovat samečky, dělnice budou raději pečovat o vlastní syny (s nimiž jsou příbuzné z 50 %) než o své bratry. Dělnice sice nejsou fyzicky schopné se pářit, mají ale plně funkční vaječníky a mohou klást neoplozená vajíčka – z nichž se vyvinou jejich synové. 139
Návrat čmeláků
Tento konflikt, kdo bude plodit samčí potomstvo, vede k chaosu. Dělnicím trvá několik dní, než zjistí, že v hnízdě jsou samčí larvy, a v tu chvíli se začnou snažit klást vlastní vajíčka. Královna nemůže takovou proradnost tolerovat, a tak se pustí do požírání vajíček dělnic stejnou rychlostí, jakou ony je kladou, takže vlastně konzumuje vlastní vnoučata. Královna upřednostňuje výchovu vlastních synů v hnízdě, s nimiž je z 50 % příbuzná, než svých vnuků, s nimiž je příbuzná pouze z 25 %. Pokud přistihne některou ze svých dcer při kladení vajíček, zaútočí na ni a opakovaně ji kouše. Protože je větší a silnější než její dcery dělnice, snadno takový boj vyhraje a nakladená vajíčka pak zkonzumuje. Dělnice nad ní ale mají velkou početní převahu. Může vyhrát první boj, druhý i třetí, ale v jejím hnízdě mohou být až stovky dcer a ona je nedokáže zastrašit všechny. Dělnice se obracejí do protiútoku a požírají vajíčka královny – své malé bratry – a v hnízdě propuká anarchie. Donedávna bylo obtížné zjistit, kdo tyto bitvy vyhrává, ale v současnosti je možné použít genetické markery k identifikaci matek samců v hnízdě. Steph se tomu věnovala s některými ze svých čmeláčích hnízd, strávila hodiny v laboratoři genotypováním tisíců čmeláčích samců a zjistila, že velká většina z nich jsou synové královny. Další výzkumníci se věnovali jiným druhům čmeláků a zjistili, že obecně se dělnicím podaří zplodit maximálně deset procent samců. Vypadá to, že byť mají dělnice nad královnou výraznou početní převahu, královna je schopná udržet si moc dost dlouho na to, aby se postarala o vlastní reprodukční úspěch.17 Nicméně probíhající bitvy mezi královnou a jejími mnoha dělnicemi si vybírají svou daň a její stav se 17
Jeden málo známý druh Bombus wilmattae žijící v horách Mexika a Guatemaly se nedávno ukázal jako výjimka, protože u něj dochází z 80 procent k plození samců dělnicemi. Ale zatím nevíme proč.
140
Čmeláčí války
zhoršuje – s hromadícími se zraněními se jí třepí křídla a řídne jí srst. Od tohoto stadia jsou dny hnízda sečteny, protože nedochází k plození žádných dalších dělnic a s tím, jak některé z těch žijících bojují o kladení vajíček, přísun potravy do hnízda klesá. Někdy královnu její dcery dokonce zabijí, zatímco jindy dojdou v hnízdě zásoby potravy a zbývající dělnice jednoduše odletí a zanechají svou malátnou matku, aby zemřela v troskách svého hnízda. Tento neúprosný proces není až tak smutný, jak se jeví. I kdyby nakonec byla zabita dcerami, které trpělivě vychovala, bude z pohledu královny a genů, z nichž byla tvořena, její život úspěšný, pokud její geny přetrvají v nových královnách, v té době už bezpečně hibernujících pod zemí, nebo jako sperma uložené v těchto královnách.
141