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, c-oko 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 proto-ścieżkami 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? Dlaczego wszystkie rodzaje narządów (wewnętrznych i zewnętrznych) u larwy i imago rozwijają się z różnych prekursorów?

 

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.”

 http://bioslawek.files.wordpress.com/2012/04/czy-mogla-wyewoluowac-holometabolia.pdf 

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

About these ads

4 responses to “Czy była możliwa ewolucja przeobrażenia zupełnego (holometabolii) u owadów?

  1. Witaj Biosławku!

    Trafiłem na tego bloga idąc śladem Twoich licznych dyskusji prowadzonych w internecie. Naprawdę proponuję Ci inwestować czas na rozwijanie tego świetnego bloga, zamiast marnotrawić go na bezproduktywne dyskusje z ignorantami.
    A teraz o artykule. Przeobrażenie zupełne było dla mnie powszednim zjawiskiem, znanym mi z licznych ilustracji w prawie każdym moim podręczniku do biologii.Ty używając swojego talentu pisarskiego przedstawiłeś to zjawisko w sposób zadziwiająco ciekawy, tak iż teraz wiem, że proces do niedawna wydający mi się powszednim zjawiskiem, w rzeczywistości jest kolejnym cudem naszego Stwórcy. Dziękuję za takie artykuły!

    pozdrawiam

  2. toczycie gdzies teraz dyskusje? :) ostatnia jaka czytalem to gdzies na ateisie, ale w lutym byl ostatni wpis, a poczytalbym jakas wasza aktualna dyskusje ;)

Dodaj komentarz

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s