Chemie rostlin a jejich evoluční historie pomáhají porozumnět tropické biodiverzitě
Výzkumní pracovníci několika oborů, mnozí se sídlem na Entomologickém ústavu, spolupracují na projektech propojujících evoluční historii a chemii rostlin s cílem porozumnět a předvídat výskyt býložravého hmyzu na pralesní vegetaci. Jejich současné poznatky byly nedávno publikovány v prestižním časopise Proceedings of the Royal Society B.
Obrázek – kofylogeneze mezi (a) geometridy a (b) housenkami pyraloidů. “Heat” mapy, které jsou umístěny na fylogenezi geometrického hostitele, vykazují hojnost (levý sloupec) a předpokládanou pravděpodobnost výskytu (pravý sloupec).
Náš tým studuje současné modely tropické rozmanitosti a propojuje je s evoluční historií a obrannými znaky rostlin. Doufáme, že studium těchto systémů nám pomohou pochopit procesy odpovědné za neuvěřitelnou diverzitu hmyzu v tropech. V této studii jsme se zaměřili na housenky požírající listy v pralese na Papui Nové Guinei. Druhově bohatá skupina tohoto býložravého hmyzu patří mezi ekologicky důležité konzumenty rostlinné hmoty a některé druhy, tím pádem, i mezi významné škůdce. Pochopení toho, jak housenky diverzifikovaly, může značně pomoct vysvětlit, proč je na zemi tak obrovské množství druhů hmyzu. Některé teorie naznačují že sama interakce mezi hmyzem a rostlinami odstartovala diverzifikaci jedné nebo obou skupin, jiné zase jednoduše říkají, že hmyzu je hodně, protože existuje hodně rostlin. V naší studii jsme porovnali látkové složení listů a evoluční historie obou skupin organismů, což nám umožnilo předpovídat, co které housenky spásají. Naše výsledky například ukázaly, že jedna ze studovaných čeledí housenek je ve skutečnosti skvěle adaptovaná na požírání chemicky bohatých rostlin nezávisle na jejich evolučním vztahu. Zástupci jiné čeledi housenek zůstávají naopak věrni konkrétním skupinám rostliných druhů, což ukazuje na jejich pravděpodobnou koevoluci. Tyto závěry jsme použili k vytvoření modelu, kterým lze odhadnout většinu úrovní interakce a poodhalit tak komplexitu potravních sítí tropických deštných lesů. Model zahrnuje také několik významných lesních škůdců, takže může být použit například k predikci interakcí nových invazních druhů a vznikajících škůdců.
Segar, S.T., Volf, M., Isua, B., Sisol, M., Redmond, C.M., Rosati, M.E., Gewa, B., Molem, K., Dahl, C., Holloway, J.D., Basset, Y., Miller, S.E., Weiblen, G.D., Salminen, J-P., Novotny, V. 2017 Varyingly hungry caterpillars: predictive models and foliar chemistry suggest how to eat a rainforest. Proc. R. Soc. B 20171803. http://dx.doi.org/10.1098/rspb.2017.1803
