Przeobrażenie zupełne – holometabolia: a) j

Czy była możliwa ewolucja przeobrażenia zupełnego (holometabolii) u owadów?
Przeobrażenie zupełne – holometabolia: a) jaja; b,c,d) larwy; e) poczwarka; f) postać dojrzała
(motyl)
Wyznawcy neodarwinizmu bardzo ciekawie widzą ewolucję owadów. Uważają oni, że w
przeszłości żyła istota podobna do złożonej z wielu segmentów długiej stonogi, na których to
segmentach miała zawierać po parze odnóży, Następnie, ich zdaniem, w toku ewolucji część tych
segmentów się połączyła, a zawarte na nich odnóża przekształciły się w narządy gębowe i narządy
zmysłów (czułki). Pierwotnym narządem gębowym owadów miał być aparat gryzący, który w toku
ewolucji miał się specjalizować na różne sposoby, ewoluując w typy narządów gębowych, jakie
obserwujemy u współcześnie żyjących owadów.
Uczeni obserwując rozwój embrionalny owadów z przeobrażeniem zupełnym zauważyli, że jaju
rozwijała się larwa, u której rzeczywiście obserwowano stadium przypominające hipotetycznego
wspólnego przodka owadów, u którego podczas początkowych stadiów ontogenezy zlewały się
poszczególne segmenty, tworząc u zarodka gąsienicy motyla głowę z czułkami i narząd typu
gryzącego. Czy ewolucjoniści udowodnili na podstawie tego zjawiska w ontogenezie owadów, że
ontogeneza odzwierciedla tutaj filogenezę? Nie, ponieważ to tylko złudzenie wywołane
podobieństwem. U wielu owadów z przeobrażeniem zupełnym (holometabolią) larwa przez okres
zanim stanie się poczwarką posiada wykształcone w stadium embrionalnym narządy gębowe i
narządy zmysłu, inne niż imago. Takimi owadami są motyle. Kiedy gąsienica (larwa) motyla
przekształca się w poczwarkę i otacza pancerzykiem zwanym kutikulą, to w wyniku procesu
zwanego histolizą następuje niemal całkowity rozpad ciała larwy. Specjalne komórki w wyniku
fagocytozy pochłaniają komórki pierwotnie tworzące ciało gąsienicy, inne zaś degradują ciało larwy
poprzez samounicestwienie, to znaczy apoptozę. W wyniku tych zjawisk, a i jeszcze innych nie
wymienionych przeze mnie złożonych procesów, ściśle kontrolowany przez hormony juwenilne
proces degradacji tkanek przygotowuje ciało gąsienicy niejako na pokarm dla komórek, które
podczas dalszych postępów procesu przeobrażenia zupełnego utworzą imago (postać dorosłą
motyla). W efekcie histolizy następuje niemal całkowity rozpad tkanki larwalnej, łącznie z
narządami gębowymi i narządami zmysłu, które wykształciły się podczas embriogenezy i które
posiadała larwa. Jedyne co pozostaje to układ nerwowy i część układu wydzielniczego hormonów
juwenilnych, które , jak już wspomniałem, sterują całym procesem przeobrażenia zupełnego.
Histolizie nie podlega też mała część układu oddechowego (tchawkowego), ponieważ dopływ tlenu
jest niezbędny to proliferacji komórek i wszelkich procesów biochemicznych, które w nich
zachodzą.
Narządy gębowe owadów. A-gryzący, B-gryząco-liżący, C-ssący, D-kłująco-ssący, a-czułki, coko złożone, mx-maxillae, md-mandibulae, lb-labium, lr-labrum
Wnętrze poczwarki przypomina na pewnym etapie tego złożonego procesu jajko z płynną
zawartością w jej wnętrzu (to oczywiście duże uproszczenie). Kiedy proces histolizy spełni swoją
rolę , pobudzone aktywnością hormonalną, zaczynają przejawiać aktywność tak zwane dyski
imaginalne. Są to grupy odpowiednio zdeterminowanych genetycznie komórek, z których
wykształca się dorosła forma owada, to znaczy imago. Dyski imaginalne są już od początku obecne
w ciele gąsienicy i dopiero podczas histogenezy, która przebiega w stadium poczwarki , zaczyna
się z nich rozwijać imago. Można ten proces zobrazować w taki oto sposób: larwę można sobie
wyobrazić jako bulwę podobną do ziemniaka (to też oczywiście znaczne uproszczenie), w której
początkowo zmagazynowane są substancje odżywcze. Pewne grupy komórek początkowo wzrastają
razem z tą „bulwą”, lecz na pewnym etapie jej rozwoju ich wzrost zostaje zahamowany. Przez cały
okres życia naszej metaforycznej bulwy owe grupy komórek pozostają w uśpieniu niczym nasiona
rozsiane w różne obszary tej bulwy. W pewnym momencie zewnętrzna okrywa naszej bulwy
zaczyna twardnieć i w jej wnętrzu następuje coś zadziwiającego . Zaczyna się ona stopniowo
rozpuszczać aż rozpuści się do półpłynnej postaci i wówczas zaczynają, niejako, kiełkować rozsiane
po różnych obszarach jej ciała nasiona. Z nasion tych, które w większej części pochłaniają ciało
rozpuszczonej bulwy stopniowo wyłania się zupełnie nowy organizm, który w żaden sposób dnie
przypomina bulwy!
Podczas przebiegu procesu histogenezy z naszych metaforycznych „nasion”, to znaczy z dysków
imaginalnych, tworzą się zupełnie nowe części ciała, takie jak : nowy układ pokarmowy, narządy
rozrodcze, których larwa nie posiada. Inny typ odnóży, właściwy stawonogom, a nie gąsienicy.
Nowa głowa i narządy gębowe oraz nowe narządy zmysłu (czułki), gdyż poprzednie uległy
histolizie (rozpadowi). Ten proces nazywamy histogenezą w wyniku którego powstaje zupełni
nowy organizm, tak rożny od gąsienicy piękny motyl!
W przypadku procesów jakie zachodzą w poczwarce nie mamy etapu, gdzie kilka segmentów zlewa
się w głowę owada dorosłego (imago). Czyli analogicznych do rozwoju embrionalnego larwy. Po
prostu stare narządy gębowe i czułki się rozpadają i z dysków imaginalnych, zupełnie nowymi
sposobami powstają: mózgoczaszka, narządy gębowe, które są innego typu, ponieważ larwa motyla
ma narząd gębowy typu gryzącego, a imago (motyl) ma narząd gębowy typu ssącego. Jak widać
rozwój zachodzący w poczwarce, tzw. holometabolia w żaden sposób nie jest analogiczny do
zakładanego modelu ewolucji owadów.
Patrząc ewolucyjnie wszystko powinno wyglądać inaczej. Podczas przeobrażenia zupełnego
powinniśmy obserwować, jak narządy imago powstają na drodze modyfikacji narządów
larwalnych. Należy zadać sobie pytanie; jak u owadów z przeobrażeniem zupełnym nastąpił
przeskok od zwykłego larwalnego rozwoju w jaju, w przebiegu którego obserwujemy zlewanie się
kilku segmentów ciała w głowę owada, do skomplikowanej holometamorfozy? jakimi protościeżkami w ogóle mogła kroczyć ewolucja przeobrażenia zupełnego u motyli, skoro ten proces od
początku musi być kompletny i doskonały? Pomyślmy; co by się stało z poczwarką , gdyby
posiadała tylko geny sterujące histolizą, a jeszcze nie posiadała genów sterujących histogenezą.
Innymi słowy istniałby komplet genów sterujących niemal całkowitym rozpadem ciała larwy, ale
nie istniałyby jeszcze geny umożliwiające przeobrażenie w kompletnego imago. Jak
niedopracowana forma przejściowa mogłaby przeżyć, kiedy nie posiadałaby genów
umożliwiających powstanie z grup komórek zwanych dyskami imaginalnymi zupełnie nowego
układu pokarmowego, narządów gębowych, narządów rozrodczych, czy skrzydeł. Nowych
instynktów itd.?
Jak taki NIEKOMPLETNY organizm mógł się dalej rozmnażać i zdobywać przewagę
selekcyjną? Neodarwiniści nie tylko mają ogromne problemy z odszukaniem form przejściowych w
kronice skamielin (za co obwiniają niedoskonałość zapisu kopalnego), ale nawet (i to w
przytłaczającej większości przypadków) nie potrafią sobie nawet wyobrazić postulowanych przez
siebie form przejściowych. Wyobraźmy sobie co by się stało, gdyby podczas ewolucji
holometabolii wykształciły się geny na degradację układu pokarmowego oraz narządów gębowych
u larwy, a nie wyewoluowałyby jeszcze geny na dopracowane powstawanie układu pokarmowego i
głowy, wraz z narządami gębowymi motyla. Przecież taki scenariusz jest nie do przyjęcia, ponieważ
ewolucja przeobrażenia zupełnego utknęłaby w martwym punkcie. Larwa by się rozpadła, a nie
byłoby jeszcze informacji na powstanie imago. Nawet jeżeli założymy, że histoliza najpierw
ewoluowała lokalnie, a dopiero później objęła cały obszar ciała larwy, to jak wyjaśnić co by się
stało, gdyby (dajmy na to) głowa larwy się rozpadła, a nie istniałyby jeszcze geny na rozwój głowy
imago? Ewolucjoniści, kiedy tylko im to pasuje do ich hipotez, we wszelkich podobieństwach
pomiędzy rożnymi organizmami doszukują się ewolucyjnych homologii. To znaczy zakładają
pochodzenie podobnych narządów od wspólnego przodka. Jeżeli więc narządy gębowe rożnych
gatunków owadów wykształciły się poprzez modyfikację pierwotnego narządu gębowego, a uważa
się że takim narządem jest narząd typu gryzącego, występujący np. u larwy motyla, to w jaki
sposób wytłumaczyć to, co się dzieje u motyla w stadium poczwarki? Można założyć (od biedy i
chyba tylko po to, żeby za chwilę te założenie podważyć), że narządy gębowe u imago motyla
powstają na bazie genów, które uległy duplikacji u ewolucyjnego przodka motyli. Można
fantazjować , że na początku narząd imago był typu gryzącego, a dopiero w toku dalszej ewolucji
został dostosowany do takiej formy, jaką mają współczesne motyle. Nie wyjaśnia to jednak, w jaki
sposób narządy gryzące imago zaczęły wykształcać się w poczwarce z innych prekursorów i na
innych zasadach niż larwalne, i jak podczas takiej ewolucji mogły być zachowane funkcjonalne
etapy pośrednie.
Analogiczne problemy dotyczą praktycznie każdego narządu , który wykształca się podczas
rozwoju imago. A więc problem dotyczy odnóży, odwłoka, jelit, jak i skrzydeł. Dużo by można było
na ten temat pisać, ale nie ma to żadnego sensu , ponieważ wymienione prze zemnie argumenty są
już w zupełności wystarczające, żeby obalić mit zakładający możliwość stopniowej ewolucji
holometabolii. Nie chodzi tutaj przecież o to, żeby napisać całą książkę wychodzącą na przeciw
neodarwinowskim przekonaniom. Zagadka holometamorfozy, ewolucyjne pochodzenie tego
procesu, to tak wielki problem dla neodarwinizmu, że jak internet długi i szeroki (a raczej jak świat
wielki i okrągły) nie ma żadnej zadowalającej koncepcji wyjaśniającej, jak wyewoluowało
przeobrażenie zupełne u owadów. Nie ma żadnej koncepcji choćby rzucającej mały promyk
światła, który by rozjaśniał mroki tajemnic jakie owiewają, zakładaną, ewolucyjną genezę tego
fenomenalnego, zdającego się graniczyć z cudem, procesu.
Jak wspomniano gąsienica (larwa) zawiera dyski imaginalne w swoim ciele już na bardzo
wczesnym etapie swojego rozwoju i dopiero w stadium poczwarki rozwija się z nich imago. Jakże
więc to wszystko mogło się zacząć ? Która forma pojawiła się pierwsza: jajo–> larwa– >
poczwarka,–> czy imago? Pytanie stanowiące podobne wyzwanie intelektualne, jak te w przypadku
rozważań nad możliwością samoistnego wyewoluowania pierwszej żywej komórki : co było
pierwsze DNA ,RNA czy białka. Co było pierwsze kura czy jajo? Warto wspomnieć, że w
przyrodzie występują inne rodzaje przeobrażenia zupełnego niż ten, który ja tutaj opisałem. Kiedyś
korciło ewolucjonistów, żeby doszukiwać się w tych różnych rodzajach przeobrażenia zupełnego
poszczególnych etapów ewolucji tego zjawiska. Niestety ich starania spełzły na niczym, ponieważ
nie tylko nie dowiedzieli się tego, czego chcieli się dowiedzieć, ale jeszcze musieli pogodzić się z
faktem,że te wszystkie rodzaje holometabolii musiały powstać niezależnie od siebie.
Żeby nie pozostawiać żadnych niejasności zacytujmy fachowców:
www.entomo.pl/artykuly/abcjaloszynski/II_endopterygota.php
“(….) Jednak czas wrócić do głównego tematu, a więc do Endopterygota. Nazwa ta zdaje się
powoli wypierać znane wszystkim Holometabola – jest to grupa owadów o przeobrażeniu
zupełnym, największa linia rozwojowa w świecie zwierząt. W obecnym kształcie w jej skład
wchodzą sieciarki, wielkoskrzydłe, wielbłądki, chrząszcze, błonkówki, muchówki, wojsiłki, pchły,
chruściki i motyle (plus pewne tajemnicze grupy znane wyłącznie ze skamieniałości).
Dotychczasowe badania dają dość mocne podstawy by traktować je w całości jako jednostkę
monofiletyczną, a więc wywodzącą się od wspólnego przodka. Oczywiście są też wyniki, które tego
nie potwierdzają (np. część molekularna pracy Wheelera et al., 2001), ale z drugiej strony chyba nie
ma badań, które by temu w wiarygodny sposób zaprzeczały. Sama nazwa “Endopterygota” ma
odzwierciedlać rozwój skrzydeł z zawiązków znajdujących się wewnątrz ciała larw, w
przeciwieństwie do zewnętrznego rozwoju skrzydła u nimf owadów hemimetabolicznych. I tutaj
można znaleźć wyjątek, ale ponieważ stanowią go Strepsiptera, to nie należy się zbytnio temu
wyłamaniu od ogólnej zasady dziwić – pozycja systematyczna tej grupy jest jedną wielką tajemnicą
i żadne dotychczasowe analizy nie dały jednoznacznej odpowiedzi na pytanie, z jakim innym
rzędem owadów są wachlarzoskrzydłe najbliżej spokrewnione (gdyby tylko ci wszyscy
poszukiwacze chupacabry, ogopogo i innych potworów z Loch Ness wiedzieli, jak kosmicznie
tajemnicze stworzenia umykają ich uwadze…). Wszystkie Endopterygota (wyłączając te, u których
doszło do daleko idącej redukcji struktur związanych z lotem) posiadają szczególny mechanizm o
charakterze zamka u nasady dolnej (czy tylnej) krawędzi skrzydła; istnieją też inne cechy, które
mogą być unikalne dla tej grupy, jednak są one ciągle przedmiotem badań i dyskusji. W tym
miejscu warto więc tylko wspomnieć, że problemem w uznaniu metamorfozy za proces, który
wyewoluował raz i tylko raz u wszystkich znanych Endopterygota, jest wielka różnorodność
morfologii larw (nie tylko pomiędzy poszczególnymi rzędami, ale nawet w ich obrębie), a sam
układ płytek czy dysków imaginalnych (czyli unikalnych struktur larwalnych, z których
rozwijają się narządy postaci dojrzałej) z bardzo dużym prawdopodobieństwem wyewoluował
niezależnie kilka razy (wykazał to Petr Švacha w roku 1992 i jego teoria jest obecnie
powszechnie akceptowana). Również unikalność poczwarki jako stadium w przeobrażeniu
przedstawia pewne problemy – stadia przedimaginalne przypominające poczwarki owadów
holometabolicznych znaleźć można np. u przylżeńców (Thysanoptera) czy czerwców
(Coccoidea), czyli grup leżących zdecydowanie poza monofiletyczną linią Endopterygota.
Zresztą poczwarka w tej linii też jest bardzo zróżnicowana i w niektórych grupach jest
ruchliwa, włączając w to możliwość poruszania żuwaczkami (wielbłądki, wielkoskrzydłe,
nawet niektore błonkowki, a konkretnie rodzina Xyelidae), podczas gdy poczwarki chrząszczy
czy motyli wykazują bardzo znaczny stopień unieruchomienia. Jednym słowem, ta niby
unikalna metamorfoza ze swoimi dziwacznymi stadiami pozornie różniącymi się od
spotykanych u owadów hemimetabolicznych, po bliższym spojrzeniu okazuje się trudnym
orzechem do zgryzienia i formalnie trudno jej poszczególne elementy jednoznacznie uznać za
cechy potwierdzającą wspólne pochodzenie całej grupy (…..)“
O całkowitym braku teorii, która wyjaśniałaby ewolucję przeobrażenia zupełnego mówi też
wikipedia.
http://pl.wikipedia.org/wiki/Poczwark
“Stadium poczwarki prawdopodobnie powstało w kilku grupach owadów niezależnie od siebie
i na różnej drodze. Znajomość tego zagadnienia, jak na razie, nie wyszła poza stadium
hipotez. Jedna z nich mowi, że owady zwiększając płodność zaczęły produkować jaja z mniejszą
ilością zapasow. To zmusiło wcześniejsze stadia zarodkow (zobacz zarodek u owadow) do
opuszczenia chorionu. Zgodnie z tą teorią, z etapu zarodka polipodialnego wyprowadza się
gąsienicę, natomiast z etapu oligopodialnego wyprowadza się larwy typowe np. dla chrząszczy.
Rozwoj rozciągnął się w czasie i w ktorymś momencie należało się pozbyć przystosowań
larwalnych i przejść do dorosłego trybu życia. Tę funkcję spełnia poczwarka.”
ŹRÓDŁA:
http://pl.wikipedia.org/wiki/Przeobra%C5%BCenie_niezupe%C5%82ne_owad%C3%B3w
„Przeobrażenie niezupełne owadów, hemimetabolia, hemimetamorfoza – typ metamorfozy larwy
owada w dorosłego osobnika, w trakcie ktorej nie występuje stadium poczwarki. U owadow z
przeobrażeniem niezupełnym larwa pierwotna – przypomina (w rożnym stopniu w zależności od
kategorii) osobnika dojrzałego (imago), a narządy larwalne stopniowo, w serii kolejnych linień,
przekształcają się w narządy definitywne. Po każdym linieniu następuje też wydatne powiększenie
rozmiarow ciała. W ten sposob larwa rośnie aż do ostatniej wylinki i uzyskania wielkości postaci
dojrzałej. W hemimetabolii występują następujące stadia rozwoju: jajo → larwa pierwotna (nimfa)
→ imago”
http://lajt.onet.pl/sciaga/20671,sciaga.html
http://pl.wikipedia.org/wiki/Przeobrażenie_zupełne_owadów
http://pl.wikipedia.org/wiki/Poczwarka