Pluskwiaki z rodzaju Halobates – tajemnice morskich owadów

Halobates hawaiiensis – iNaturalist/James Bailey/CC BY-NC 4.0

Owady to bez wątpienia najliczniejsze organizmy na świecie. Naukowcy szacują, że stanowią ponad 75% wszystkich zwierząt na naszej planecie. Co więcej, możemy je spotkać prawie we wszystkich rodzajach siedlisk, nawet tych ekstremalnych. Istnieje gatunki, którym nie straszne są srogie mrozy Arktyki, skwar saharyjskiej pustyni czy czeluści najgłębszych jaskiń. Jest jednak jeden typ siedliska, z którym nie poradziły sobie najlepiej.

To morza i oceany. Choć odkryto ok. 25-30 tys. gatunków żyjących w wodzie (czyli ok. 3% wszystkich znanych gatunków na świecie), tylko niewielką część (około kilkaset gatunków), można uznać za morskie owady i to też nie całkowicie, ponieważ żaden z nich nie przechodzi pełnego rozwoju pod wodą. Istnieje jednak ciekawa grupa pluskwiaków, które przystosowały się do życia na powierzchni mórz, a niektóre z nich można spotkać nawet na otwartym oceanie.

Systematyka

Pluskwiaki, które opanowały tę trudną sztukę życia na morzach i oceanach, to przedstawiciele rodzaju Halobates. Jak dotąd odkryto 48 gatunków, ale jest całkiem możliwe, że istnieje ich znacznie więcej. Jakby nie było, oceany pokrywają ponad 70% powierzchni ziemi, więc jest spora szansa, że w jakimś zakątku, żyją nieodkryte jeszcze gatunki. Halobates są zaliczane do nartnikowatych (Geriidae), czyli tej samej rodziny, w której znajdują się nasze nartniki (Gerris spp.) spotykane na powierzchni jezior i rzek.

Wygląd i przystosowanie do życia na powierzchni oceanów

Halobates sp. – Flickr/Bill & Mark Bell/CC BY-NC-SA 4.0

Halobates to malutkie, bezskrzydłe pluskwiaki, o długości od 3,5 do 6,5 mm i szerokości do 3 mm. Takie rozmiary oznaczają, że są o połowę mniejsze, niż nartniki żyjące na powierzchni słodkich wód. Dodatkowo ich ciało jest owalne, a nie podłużne. Tym, co jednak łączy jedne i drugie, to budowa ich odnóży. Pierwsza para jest krótka i przydaje się do chwytania pożywienia. Kolejne dwie pary są natomiast dłuższe (ich rozpiętość dochodzi do 1,5 cm) i służą do poruszania się po powierzchni wody. Małe rozmiary w połączeniu z długimi nogami sprawiają, że Halobates mogą osiągać większe prędkości oraz wyższe przyśpieszenie.

Wierzch ciała Halobates jest zazwyczaj niebieskawy lub szary, natomiast ich spód jest jasny. Na ich ciele znajdują się liczne włoski hydrofobowe. Halobates bardzo o nie dbają. Regularnie je czeszą i nakładają na nie specjalną, woskową wydzielinę. W ten sposób powstaje warstwa, która chroni je przed morską wodą i kroplami deszczu. Jeśli jakaś kropelka wyląduje na ich ciele, po prostu odbija się od niego lub zsuwa się do wody. Włoski pomagają im także w sytuacji, gdy przez przypadek się zanurzą, ponieważ tworzy się na nich cienka warstwa powietrza (tzw. plastron), dzięki której mogą przez chwilę oddychać pod wodą i dużo łatwiej wypłynąć na powierzchnię.

Kluczowe przystosowania Halobates do życia na oceanach – Wikimedia Commons/Xavier Pita, CC BY-SA 4.0

Włoski hydrofobowe znajdują się także na stopach Halobates i pomagają im poruszać się po powierzchni wody. Co ciekawe, mogą to robić tylko w jednym kierunku. Jeśli chcą zmienić kurs, muszą się zatrzymać i odwrócić. Jeżeli woda jest spokojna, to oczywiście nie ma z tym problemu. Co jednak w sytuacji, gdy trafią na wysokie fale? Nie wiadomo. Naukowcom nie udało się do tej pory odkryć, jak manewrują w takich warunkach. Pewne jest, że Halobates są bardzo szybkie. Potrafią się przemieszczać z prędkością dochodzącą do 1 m/s, przy czym średnio poruszają się z szybkością 0,8–0,9 m/s.

Halobates potrafią również skakać i są w tym naprawdę bardzo dobre. W sumie mogą skoczyć na wysokość 5 cm lub nawet więcej i bardzo chętnie poruszają się w ten sposób. Przydaje im się to w sytuacji zagrożenia, np. gdy muszą uniknąć drapieżnika lub spadających kropli deszczu (wprawdzie włoski chronią je przed tymi ostatnimi, ale i tak wolą ich unikać). Nie to jest jednak najciekawsze. Czas reakcji między wykryciem niebezpieczeństwa a wykonaniem skoku, wynosi u nich jedynie ok. 12 ms. Co więcej, tuż przed wykonaniem skoku, potrafią przyśpieszyć do prędkości 400 m/s². Dla porównania, przyspieszenie u geparda wynosi tylko 13 m/s².

W trakcie poruszania się po wodzie, Halobates niemal unoszą się w powietrzu, ponieważ jedynie 5% powierzchni ich nóg dotyka wtedy tafli. Dzięki temu mogą się łatwo oderwać od wody, aby wykonać skok. Mimo to, naukowcy nie wiedzą jak dokładnie udaje im się odłączyć stopy od powierzchni wody. Inną zagadką jest to, jak sobie radzą z promieniowaniem UV i przegrzaniem. Gdy niebo jest zachmurzone, to oczywiście mają naturalną osłonę. Co jednak w sytuacji, gdy panuje słoneczna aura i w okolicy nie ma żadnego cienia? Wiadomo, że chitynowy pancerzyk Halobates sericeus, filtruje ponad 99.9998 procent promieniowania UV przy 280 nanometrach, ale właściwości chemiczne, które zapewniają tę ochroną pozostają nieznane.

Na jakich morzach i oceanach można je spotkać?

Występowanie oceanicznych Halobates – Cheng L, Mishra H (2022) Why did only one genus of insects, Halobates, take to the high seas? – CC BY 4.0

Halobates można znaleźć na morzach i oceanach całego świata. Preferują ciepłe rejony, gdzie temperatury wahają się w graniach 24-28°C. Dużo rzadziej przebywają w miejscach o temperaturze poniżej 20°C, a tylko wyjątkowo trafiają się w wodach poniżej 15°C. Większość gatunków zamieszkuje przybrzeżne wody Indo-Pacyfiku. Część z nich można spotkać tylko na konkretnych archipelagach, natomiast inne są bardziej rozpowszechnione. Zwykle występują w pobliżu namorzyn lub innych roślin morskich. Dwa z nich żyją na wodach słodkich. Jednym z nich jest australijski Halobates acherontis, który został znaleziony na powierzchni rzek kilka kilometrów od oceanu. Żaden z przybrzeżnych gatunków nie został odkryty na Atlantyku. Może to być związane z tym, że żyją tam pluskwiaki z rodzaju Trochopus, które zamieszkują to samo środowisko i prowadzą podobny tryb życia.

Pięć gatunków Halobates nauczyło się mieszkać na otwartych oceanach. Trzy z nich, czyli H. sericeus, H. sobrinus oraz H. splendens żyją wyłącznie na Pacyfiku. H. germanus jest spotykany zarówno na Oceanie Spokojnym jak i Indyjskim (pojawia się też na Morzu Czerwonym). Piąty gatunek, czyli H. micans, jest natomiast kosmopolityczny i żyje też na Oceanie Atlantydzkim (w tym na Karaibach). Podobnie jak jego krewniacy, H. micans zamieszkuje wyłącznie ciepłe wody, dlatego nie znajdziemy go w Europie. Ich występowanie jest dość nierównomierne, jednak tam, gdzie już są obecne, potrafią być naprawdę liczne. Badania wykazały, że lokalne zagęszczenie dochodzi do 1 osobnika na 19 m² u gatunków żyjących na otwartym oceanie i 120 osobników na 1 m² w miejscach lęgowych gatunków przybrzeżnych.

Zdobywanie pożywienia i obrona przed drapieżnikami

Halobates micans – iNaturalist/Walther Ishikawa/CC BY-NC-SA 4.0

Podobnie jak słodkowodne nartniki, Halobates są drapieżnikami, które wysysają płyny z małych organizmów. Gatunki żyjące w strefie przybrzeżnej polują na inne owady, które przypadkowo znalazły się na powierzchni morza. Jeśli chodzi o Halobates występujące na otwartym oceanie, to wiadomo, że mogą wysysać nie tylko małe owady, ale też drobne skorupiaki, ikrę i narybek. Dodatkowo mogą się również żywić koralowcami, meduzami oraz ukwiałami. Ich dokładne zwyczaje żywieniowe pozostają jednak nieznane. Nie wiadomo np. jakie są ich główne ofiary w naturze. Nie udało się też ustalić, czym dokładnie żywią się młode osobniki zaraz po wykluciu się z jaj. Wprawdzie naukowcy próbowali je hodować w akwariach i karmić pokarmami, którymi żywią się starsze larwy i dorosłe osobniki, jednak okazało się, że nie były nimi zainteresowane. Być może pozyskują składniki odżywcze z morskiej wody, a może być również tak, że polują na inne osobniki własnego gatunku. Wiadomo bowiem, że u Halobates występuje kanibalizm i to zarówno u młodych, jak i dorosłych.

Halobates wykrywają swoje ofiary dzięki drganiom, które wywołują na powierzchni wody. Pomaga im też znakomity wzrok. Halobates potrafią również pochwycić ofiarę znajdującą się pod wodą dzięki swoim przednim nogom. Nie są jednak wstanie po nią zanurkować.

Młody Halobates micans – iNaturalist/ Robby Deans/CC BY-NC 4.0

Po schwytaniu ofiary, pluskwiak unosi ją tuż nad wodą, aby nie wywołała więcej drgań i nie zwabiła innych Halobates, które mogłyby próbować ją zabrać. Jeśli ofiara jest za duża, żeby ją unieść, inne osobniki chętnie się dołączają do żerowania i czasami może się ich zebrać naprawdę sporo. Końcówka ich kłujki jest wyposażona w specjalne włoski, dzięki którym mogą zlokalizować na ciele ofiary odpowiednie miejsce, do wkłucia się i wyssania jej wnętrzności. Oceaniczne Halobates często muszą dość długo pościć, zanim znajdą jakąś ofiarę. Nie jest to jednak dla nich problem, ponieważ mogą przechowywać nadmiar pożywienia w swoich organizmach i wykorzystać je w czasie głodu.

Halobates stanowią pożywienie wielu morskich zwierząt. Poluje na nie m.in. żółwie morskie i ryby. Najważniejszymi łowcami tych maleńkich owadów są jednak ptaki. Badania wykazały, że mogą stanowić podstawowe źródło pożywienia rybitwy polinezyjskiej (Procelsterna cerulea). Mimo to, Halobates wcale nie są łatwą zdobyczą do schwytania. Są wyjątkowo szybkie i mają naprawdę świetny wzrok, dzięki czemu mogą łatwo unikać rozmaitych zagrożeń, w tym także drapieżników. Nawet naukowcy chcący je badać, nie mają łatwego zadania z ich chwytaniem. Gdy chcą to zrobić, używają specjalnych sieci, holowanych przez statki badawcze. Muszą się jednak poruszać bardzo szybko, ponieważ jeśli będą zbyt wolne, to Halobates z łatwością ich unikną. Problemem jest nie tylko ich schwytanie, ale nawet dostrzeżenie. Ciężko bowiem zobaczyć z pokładu statku owady wielkości kilku milimetrów. Czasami w spokojny, pogodny dzień, można je jednak dostrzec jako maleńkie, srebrzyste kulki, poruszające się po wodzie.

Rozwój

Parka Halobates sp. – iNaturalist/budak, CC BY-NC 4.0

Podobnie jak wiele innych aspektów życia tych pluskwiaków, także gody są owiane wieloma tajemnicami. Nie jest np. do końca jasne, w jaki sposób te pluskwiaki odnajdują się na pełnym morzu czy oceanie. Oczywiście, gdy są blisko siebie, polegają na drganiach wody oraz wzroku, ale co w sytuacji, gdy dzielą je dziesiątki czy setki kilometrów? To pytanie, które wciąż czeka na odpowiedź.

Pewne jest, że samica po odbyciu kopulacji przystępuje do złożenia jaj, których może być od jednego do dwudziestu. Jaja mają ok. 1 mm długości. Gatunki przybrzeżne składają je blisko wody, np. na skałach, roślinach czy różnych, zanurzonych obiektach. Oceaniczne Halobates umieszczają je na pływających po wodzie obiektach, np. na fragmentach roślin, muszlach mięczaków, czy piórach ptaków. Niełatwo znaleźć na oceanie jakiś odpowiedni obiekt, na którym można złożyć jaja, dlatego, gdy już się trafi okazja, często z niej korzysta wiele samic. Naukowcy znaleźli u wybrzeży Kostaryki plastikowy dzbanek, na którym odkryli 15 warstw Halobatus sobrinus, składających się z około 70 000 jaj!

Jaja Halobates micans – iNaturalist/ Walther Ishikawa/ CC BY-NC-SA 4.0

A właśnie, skoro o plastiku mowa, to naukowcy odkryli coś jeszcze. W ostatnich latach udało się udokumentować, że gatunki oceaniczne chętnie umieszczają jaja właśnie na pływających po wodzie odpadkach z tworzywa sztucznego. Dzięki temu mają więcej okazji i powierzchni dla jaj, przez co Halobates mogą się stać dużo liczniejsze, niż dawniej. Ktoś mógłby pomyśleć, że to dobrze, ale w rzeczywistości, może to doprowadzić do zachwiania równowagi i zakłócenia morskiego łańcucha pokarmowego, a to już wcale nie musi być takie dobre.

Wróćmy jednak jeszcze do rozwoju. Młode osobniki wykluwają się tuż nad powierzchnią wody lub tuż pod nią, ale w tym ostatnim przypadku praktycznie od razu wypływają na taflę i tam kontynuują rozwój. Larwy przechodzą 5 stadiów, zanim staną się dorosłe. Każde takie stadium trwa od 7 do 14 dni. Pod względem wyglądu są niemal identyczne, jak osobniki dorosłe, ale oczywiście są znacznie mniejsze. Rozwój od jaja do imago może im zająć dwa miesiące lub dłużej. Nie wiadomo jednak jak długo żyją dorosłe osobniki na otwartym oceanie.

Grupka Halobates micans – iNaturalist/ Walther Ishikawa/ CC BY-NC-SA

Dlaczego jest tak mało morskich owadów?

Wiele osób interesujących się owadami, na pewno zadaje sobie pytanie, jak to jest możliwe, że owady zdołały opanować niemal każdy skrawek lądu na naszej planecie, a nie udało im się podbić mórz i oceanów? Naukowcy też się nad tym zastanawiają, jednak jak do tej pory nie udało im się na nie w pełni odpowiedzieć. Oczywiście pojawiło się wiele hipotez na ten temat. Jedna z nich brzmi tak, że owady nie są wstanie przezwyciężyć ograniczeń fizjologicznych oraz fizycznych, które są niezbędne do życia w morzu. To jednak nie wydaje się do końca prawda, ponieważ są owady, które radzą sobie w podobnych siedliskach, które są znacznie bardziej wymagające.

Ephydra riparia – iNaturalist/ Katja Schulz/ CC BY 4.0

Dobrym przykładem jest Ephydra riparia, czyli muszka z rodziny wodarkowatych (Ephydridae), która jest spotykana w Great Salt Lake w Utah – akwenie, którego wody są aż pięć razy bardziej zasolone, niż wody oceanu (pod tym względem jest drugi po Morzu Martwym). Być może problemem nie jest więc przystosowanie się do jednych konkretnych warunków, ale do kilku różnych. Niektórzy naukowcy uważają bowiem, że regulacja osmotyczna i oddychanie pod wodą obejmuje ewolucję tak różnych elementów, że tylko nieliczne owady są wstanie tego dokonać. Jest jeszcze jedno rozwiązanie, które wydaje się najprostsze, a do tego najbardziej prawdopodobne. Owady omijają morza i oceany, ponieważ te zostały już „podbite” przez inne bezkręgowce, takie jak skorupiaki i mięczaki. Może być więc tak, że po prostu chciały uniknąć i właśnie dlatego wolały omijać morza i oceany szerokim łukiem.

To może też tłumaczyć, dlaczego Halobates udało się przystosować do życia na oceanach. W końcu inne bezkręgowce żyją w toni wodnej, a nie na powierzchni, więc Halobates udało się po prostu wstrzelić w niszę, która dotąd pozostawała niezamieszkana. To, jak dokładnie wyglądała ewolucja Halobates, pozostaje jednak tajemnicą. Badacze przypuszczają, że mogły wyewoluować z gatunków żyjących na powierzchni ujść rzek lub namorzynów, które bywały wypłukiwane do morza i z czasem przystosowały się do życia na otwartym oceanie. To jednak, gdzie i kiedy im się to dokładnie udało, pozostaje nadal tajemnicą, która wymaga dogłębnej analizy, aby ją rozwiązać. Zagadką pozostaje równie to, jak udało się ewoluować pięciu gatunkom oceanicznym.