https://dennikn.sk/1815232/odbornik-na-zivot-mravcov-vedia-si-kurit-stavat-dialnice-nepoznaju-spory-hoci-nemaju-vladcu/

Odborník na život mravcov: Vedia si kúriť, stavať diaľnice, nepoznajú spory, hoci nemajú vládcu

Karol Sudor

Docent ekológie a riaditeľ Centra pre otázky životného prostredia na Univerzite Karlovej v Prahe Jan Frouz opisuje, ako fungujú mravce a prečo je problém zbaviť sa známych mravcov faraónov.

Rozhovor v skrátenej podobe vyšiel v marcovom čísle pouličného časopisu Nota Bene.

Pre nás laikov sú mravce otravným hmyzom. Keď sa objavia doma či na dvore, máme problém, a nielen preto, že sa ich vždy objaví veľa. Čím sú mrave pre vás?

Zaoberám sa nimi od detstva, asi od dvanástich rokov. Beriem ich ako svoje hobby, hoci o mravcoch so svojím tímom robím aj rôzne výskumy. Ako prvé podotknem, že mravce sú obdivuhodné tvory, doslova hračka prírody. Pôsobia totiž dokonale.

V čom?

V schopnosti vytvárať hierarchizované a dokonalé spoločenstvá bez akéhokoľvek náznaku administratívy a byrokracie. Všimnite si, že mravce žijú v relatívne veľkých spoločenstvách, môže ísť až o stovky tisícov jedincov v jedinom mravenisku, a napriek tomu fungujú bez vnútorných sporov. Každý jednotlivec tam, síce s určitou pravdepodobnosťou, ale predsa len vie, čo má robiť.

Smerujete k tomu, že v mravenisku nik nevelí, nerozkazuje, nik ho neriadi?

Presne tak. A to je fantastické. Ide o veľké spoločenstvo, ktoré funguje ako celok, hoci nemá žiadneho veliteľa či vládcu. Aj preto sú mravce predmetom takého intenzívneho skúmania. Predstavte si, že raz budeme chcieť na asteroidoch, Mesiaci či Marse ťažiť nejaké nerasty.

Vykonávať to budú roboty. Tie však môžu mať len veľmi obmedzené algoritmy, lebo ich počítače nebudú môcť byť priveľmi výkonné. Nedajú sa totiž miniaturizovať. Keby sme to urobili, kozmické žiarenie ich rozbije.

Vyriešime to tým, čo odpozorujeme od mravcov?

Vedci v to veria. Mravce totiž na základe veľmi jednoduchých pravidiel dokážu garantovať fungovanie veľmi sofistikovaného spoločenstva. Preniesť tento princíp do technológií je výzva. Ak by sa to podarilo, výrazne by to pomohlo robotizácii.
[ Koronavírus na Slovensku stručne a jasne - čo dôležité dnes treba vedieť? Objednajte si večerný e-mailový Newsfilter. Odber si aktivujte jedným kliknutím. ]

Každý mravec v sebe totiž nesie súbor relatívne jednoduchých inštrukcií, vďaka ktorým má tendenciu vykonávať isté činnosti. To stačí na to, aby dokázalo spoľahlivo fungovať aj obrovské mravenisko.

Ľudia sú takto schopní fungovať len v maličkých skupinkách po štyroch až šiestich jednotlivcoch, a aj tie sa dokážu rozhádať. Fungovať spoločne v státisícoch ako mravce? To človek nedokáže vôbec. Je to priam fascinujúce.

Doteraz som si myslel, že mraveniská fungujú ako monarchie, teda že v nich vládnu kráľovné.

Kráľovná kladie vajíčka a stará sa o potomstvo, tam však jej panovanie končí. Už jej samotná prítomnosť totiž dáva ostatným mravcom signál, čo majú robiť, ona sama žiadne pokyny nevydáva.

Kde sa potom ich správanie berie? Majú ho vrodené alebo len nasledujú príklad ostatných?

Čiastočne sú tie pokyny vrodené, čiastočne napodobňujú starších kolegov či kolegyne. Predstavte si, že ste aj s mnohými inými ľuďmi na párty kdesi v lesnej reštaurácii ďaleko od civilizácie. Povedia vám, že presne o deviatej večer po vás prídu autobusy. Čo sa stane pred deviatou?

Začnete cítiť, že čas odchodu sa blíži, budete sledovať hodinky, a keď sa dvaja či traja ľudia z párty vyberú na nástupište, zrazu sa pohnú všetci, hoci tam tie autobusy ešte nebudú. Nik totiž nebude chcieť ten odchod zmeškať. Je to názorný príklad samoorganizácie. Na tomto princípe fungujú aj mravce.

Dokážu modifikovať svoje akoby naprogramované správanie podľa individuálnych podmienok?

Jasné. Ak ich zavriete do malej hlinenej komôrky so štvorcovým pôdorysom, začnú si kopať chodbu v rohoch, lebo práve tam sa nahromadí viac mravcov. Čím bude tá komôrka menšia, tým väčšiu tendenciu kopať u mravcov vzbudíte.

Keď však bude mať komôrka okrúhly pôdorys, budú ju síce postupne zväčšovať, žiadnu chodbu však neurobia. Ak bude mať komôrka pôdorys trojuholníka, sústredia sa do jedného rohu a odtiaľ budú prekopávať chodbu von.

Z toho sa krásne ukazuje, že majú tendenciu sa nejako správať, zároveň ju však modifikujú podľa konkrétnych podmienok. Iný príklad – sú mravce, ktoré chodia zbierať semienka rastlín. V mravenisku z nich vytvárajú kôpky, kde sa semienka fermentujú, a potom jedia ich klíčky.

Algoritmus u nich funguje tak, že ak už prvý mravec prinesie semienko, každý ďalší ho prinesie na rovnaké miesto, nie inam. A čím viac semienok tam už je, tým väčšia afinita k tomu, aby ich tam kládli aj ďalší. Jednoduché, ale efektívne, nikdy si tam neurobia neporiadok tým, že každý položí všetko, kam mu napadne.

Dokážu si mravce v jednom spoločenstve robiť to, čo ľudia? Hádať sa, biť, škodiť si?

Práveže nič také v rámci vlastných „spoluobčanov“ nerobia. Agresívni sú len k cudzím, keď ich napadnú. Preto ich obdivujeme. Komunikujú medzi sebou, používajú na to množstvo signálov, ale vzájomne si neškodia, všetci fungujú v prospech spoločenstva.

Príklad – niektoré mravce sú veľmi dobré v nachádzaní a zbere potravy v okolí mraveniska. U niektorých druhov to funguje tak, že sociálne samotárski jednotlivci sa vyberú von, niečo nájdu a prinesú to ako potravu ostatným.

U väčšiny druhov to však funguje inak – malá časť mraveniska, teda do desať percent jeho obyvateľstva, ide von a hľadá potravu. Ostatní z mraveniska fungujú výhradne ako nosiči.

Čiže niekto z tých desiatich percent nájde potravu a ostatní ju ihneď začnú nosiť dovnútra?

Nie. Keď jeden z tých desiatich percent niečo nájde, položí na to miesto svoju feromónovú stopu a touto stopou postupne značí aj cestu do mraveniska. Tým dá signál ostatným, že „pozor, niečo som našiel, tam máte vyznačenú cestu“.

Ostatní sa po nej vyberú, nájdu potravu, vezmú kus z nej a cestou späť do mraveniska tiež zanechávajú feromónové stopy. Čím viac mravcov sa teda vracia s nálezom, tým je tá stopa silnejšia. To sa odrazí v tom, že o to viac mravcov sa po nej vydá, aby priniesli ďalšie kúsky potravy do mraveniska.

V podstate si vytvoria akúsi feromónovú diaľnicu, vďaka ktorej nik nezablúdi.

Nielen to, všimnite si tú spätnú väzbu – čím viac potravy, tým viac mravcov sa po ňu vyberie.

Čo sa udeje, keď všetku potravu odnosili?

Ten posledný, čo tam príde a vidí, že je všetko preč, sa vracia do mraveniska s tým, že už žiadnu feremónovú stopu nenecháva. Tým diaľnica vychladne a behom chvíľky zmizne, čiže ďalšie mravce tam už zbytočne nechodia. Cestu teda udržiavajú len dovtedy, kým nechodia naprázdno.

Ako je možné, že niekde rozsypeme cukor a o chvíľu je tam plno mravcov, hoci sme ich tam doteraz nikdy nevideli?

To je práve tým, že tých „skautov“, čo hľadajú potravu, je málo. Myslíte si, že ich doma nemáte, ale oni tam sú, akurát ich ľahko prehliadnete.

Ak potravu nevidia ani necítia, držia sa v škárach, nemajú dôvod vydať sa na veľké otvorené plochy, napríklad na dlážku či kuchynskú linku. Len čo však niečo objavia, nasleduje proces, ktorý sme už opísali.

Jedna vec je nosenie potravy, iná tá, že mravce dokážu nájdenú potravu zjesť a vyvrhnúť ju v mravenisku.

To sa deje, keď nájdu napríklad medovicu. Vtedy využijú svoj takzvaný sociálny žalúdok, do ktorého napchajú jedlo a prenesú ho do mraveniska.

Existujú dokonca aj druhy mravcov, ktoré sa napchajú napríklad medovicou a v komôrkach mraveniska ostanú zavesení ako živé zásobníky potravy pre ostatných.

Ako si mravce udržiavajú v mravenisku teplotu?

Kúria si. Vedia, že keď je v mravenisku teplejšie, larvy sa im vyvíjajú rýchlejšie, a tak môžu ročne vyprodukovať viac nových kolegov. Vďaka tomu je totiž mravenisko silnejšie a akcieschopnejšie.

Samotné kúrenie prebieha vďaka dvom jednoduchým mechanizmom. Jeden je založený na tom, že mravce si prinášajú teplo zvonku.

Konkrétne?

Ak sa v mravenisku ochladí, mravce majú tendenciu vyjsť von a slniť sa na slnku. Keď sa zahrejú, idú dovnútra a zohrejú tak mravenisko. Druhý mechanizmus, ktorý používajú, spočíva v tom, že len čo sa ochladí, natlačia sa vzájomne k sebe, majú teda tendenciu sa agregovať, zhlukovať.

Keď si predstavím, čo dokáže opaľovanie na slnku spôsobiť človeku, ako je možné, že mravce rovno nezabije?

Ale veď slnenie sa mravcov je riskantné, naozaj sa môžu ohriať tak, že neprežijú. Preto to robia len vtedy, keď je v mravenisku fakt zima. Len čo to tam ohrejú, prestanú s tým. Navyše sa striedajú – niektoré mravce sa slnia už teraz, potom ich vystriedajú kolegovia.

Pravda je však taká, že náklonnosť k tejto činnosti má vždy len časť spoločenstva. Niektoré mravce sú zalezené hlboko vnútri a nerobia to za žiadnych okolností. Práve ten súbor jednoduchých tendencií, keď každý mravec vlastne vie, čo má robiť, skúmajú vedci. Samotný súbor tých tendencií má pritom každý z mravcov nastavený inak.

Nerozumiem.

Predstavte si, že do električky nastúpi stará pani. Keď ju niekto uvidí, rovno vyskočí zo sedadla a uvoľní jej miesto. Inému by to však nestačilo, vyskočil by, až keby videl, že je zhrbená a ťažko sa jej chodí. Ďalší by jej uvoľnil miesto, až keby videl, že stará pani chodí o paličke a nedokáže stáť.

Rôzni ľudia jednoducho v rôznych chvíľach pocítia povinnosť vstať a uvoľniť miesto. A potom existujú aj spoluobčania, ktorí by to nikdy neurobili, lebo ich žiadna starenka nezaujíma.

Tak je to aj pri mravcoch – každý z nich má inú tendenciu vykonávať konkrétnu činnosť. A práve táto variabilita zabezpečuje, že mravenisko bez problémov funguje.

Je pravda, že mravec unesie dvadsaťnásobok svojej váhy?

Áno, ale tieto prepočty nemajú veľký zmysel. Menšie zviera vždy unesie väčší podiel svojej váhy. Nemôžete mravca prepočítavať na človeka, ktorý dvadsaťnásobok svojej váhy neunesie. Fyzikálne predpisy síce platia pre každého, ale inak u človeka a inak u mravca.

Keď mravec lezie na štvorposchodovú budovu a tesne pred vrcholom ho zhodí silnejší poryv vetra, síce spadne na betón, ale nezabije sa. Človek by to zrejme neprežil. Čaro spočíva v tom, že mravec bude padať pomalšie ako my, lebo čím je objekt menší, tým viac sa mení aj pomer povrchu a objemu jeho tela.
Jan Frouz pri veľkom mravenisku v Nórsku. Foto – archív J. F.

Ako vzniká nové mravenisko?

Kráľovná sa v rámci svadobného letu pári so samcami, potom niekam doletí, zhodí a skonzumuje svoje krídla. Následne zalezie pod nejaký kamienok, vybuduje si tam komôrku a do nej nakladie vajíčka. Tie potom živí sekrétom slinných žliaz.

Postupne vychová prvé robotnice, ktoré ju obskakujú. Tým sa rozbehne celý kolobeh mraveniska. Ide však o kritické obdobie, lebo takto uspeje možno jedna z tisíca kráľovien.

To nie je príliš efektívne.

Preto rôzne druhy mravcov majú rôzne stratégie, ako to urobiť inak. Napríklad sa kráľovná vyberie do cudzieho mraveniska, kde nakradne kukly. Z nich sa vyliahnu mravce, ktoré už tým, že sa vyliahli pri nej, začnú s ňou aj spolupracovať, teda jej nosiť potravu a podobne, kým ona kladie ďalšie vajíčka.

Ďalšou stratégiou je, že kráľovná vnikne do cudzieho mraveniska, zabije pôvodnú kráľovnú, navonia sa jej „parfémom“, predstiera, že je ona a kladie svoje vajíčka, až svojimi mravcami nahradí tých pôvodných.

Existuje však aj druh mravcov, ktorému u nás hovoríme amazonky. Majú hryzadlá v tvare dýky, s ktorými ani kráľovná nedokáže robiť nič iné, než sa biť a zabíjať. Nevie stavať mraveniská ani kŕmiť potomkov. Takáto kráľovná vnikne do iného mraveniska, zabije tamojšiu kráľovnú a nakladie tam svoje vajíčka.

Keďže sa však o ne nedokáže postarať, potrebuje aj mravce iného druhu. Rieši to tak, že jej mravce podnikajú výpravy do cudzích mravenísk, kde nakradnú kukly, z ktorých sa potom vyliahnu jedinci slúžiaci ako otroci.

Nedá mi neopýtať sa na kráľovnino párenie sa.

To je veľmi variabilné. Vo väčšine druhov k nemu dochádza počas svadobného letu. Niektoré mraveniská majú tendenciu produkovať skôr kráľovné, iné zase skôr samcov.

Potom sa tieto dva typy z rôznych kolónií na vhodnom mieste stretnú a vypukne to. Vznikne roj, v rámci ktorého samci objavia samicu a oplodnia ju priamo počas letu.

Ako mravce vedia, kto je kráľovná, ak sa vyliahne priamo v mravenisku?

Vajíčka kráľovien i robotníc sú rovnaké. Potom už záleží len na tom, ako je ktorá samička živená. To rozhodne o tom, kto ostane robotnicou a kto sa neskôr stane kráľovnou. Vajíčka však nekladie len kráľovná, ale aj robotnice.

Je to vlastne akési podvádzanie v mravenisku, keďže oficiálne má na to právo len kráľovná. Samci pochádzajú z neoplodnených vajíčok, pričom práve tie dokážu naklásť aj robotnice. Odhaduje sa, že až štvrtina samcov v mravenisku pochádza práve od nich.

Je pravda, že keď kráľovná zahynie, čoskoro zanikne celé mravenisko?

Pri druhoch, ktoré majú len jednu kráľovnú, to platí. Kráľovné tých druhov mravcov, ktoré žijú u nás, sa však dožívajú úctyhodného veku, bežne aj dvadsať rokov. Ostatné mravce, teda robotnice, sa tiež dožívajú niekoľko rokov. U známych mravcov faraónov, ktorí prežívajú v panelákoch, sa zase kráľovné dožívajú niekoľko rokov a robotnice len niekoľko mesiacov.

Vedie mravce rozoznať nepriateľov, teda mravce rovnakého druhu, ktoré však nepatria do ich mraveniska?

Je to predmetom výskumov, ale predpokladá sa, že mravce sú opatrené takzvaným chemickým dresom. Predstavte si to ako dres futbalistu konkrétneho mužstva. Ten dres má nejakú vôňu a podľa nej mravce vedia, kto je priateľ a kto nepriateľ.

Platí, že všetky mrave u nás štípu a hryzú?

Áno. Niektoré druhy majú malé žihadlo, ktorým bodajú, iné ho nemajú, a tak hryzú a striekajú kyselinu. Niektoré ju dokonca dokážu vystreknúť na solídnu vzdialenosť.

Ako medzi sebou komunikujú?

Najčastejšie pachmi, teda chemickými signálmi. Niektoré druhy zvládajú aj optické signály, keďže si pamätajú dôležité body v teréne a ich siluety, môžu však vydávať aj rôznu plejádu zvukov.

Vie sa, koľko času zo dňa sú aktívne a koľko prespia?

V mravenisku žije aj obrovské množstvo jedincov, ktorí nič nerobia, len čakajú. Sú zálohou, rezervou pre prípad, že by boli potrební. Tí môžu spať v podstate stále.

Iní sú aktívni väčšinu dňa a potom v noci oddychujú, ďalší sú zase aktívni len vnútri a takmer celý čas, pričom spia minimálne. Nedá sa to generalizovať.

U nás sú veľmi známi takzvaní faraóni. Nepochádzajú však z Egypta.

Robil som o nich výskumy. Mali sme k dispozícii množstvo ich kolónií, z celého sveta. S výnimkou jednej kolónie sa k sebe správali ako priatelia, či už pochádzali z USA, Nemecka alebo Česka. Len k jedinej kolónii z istého českého sídliska sa všetky kolónie správali nepriateľsky.

Faktom je, že tento druh žije na celom svete a nik netuší, odkiaľ skutočne pochádzajú. Dnes žijú v blízkosti človeka, ale ako to bolo kedysi, nevieme. Niekto hovorí, že sú z Egypta, ďalší, že z Indie, ale sú aj teórie, že pochádzajú zo západnej Afriky.

V Česku sa prvýkrát zaznamenali v roku 1902, keď sa objavili v istej pekárni. Ide o teplomilný druh, preto sa zdržuje najmä tam, kde sa kúri, verí, pečie. Dlho u nás boli kuriozitou, rozšírili sa až v 70. rokoch 20. storočia, keď sa začalo vo veľkom používať ústredné kúrenie na sídliskách.

Zaujímavé je, že faraóni zjedia všetko. Mäso, syry, cukor, med, sušené mlieko, hmyz vrátane entomologických zbierok, nebezpečné sú však aj pre nemocnice, keďže im chutia aj otvorené a hnisavé rany, zakrvavené obväzy a podobne.

Preto sú vážnym problémom. Dokážu prenášať okolo 90 rôznych chorôb, kedysi boli v nemocniciach vážnym postrachom. Nestavajú si ani mraveniská, využívajú rôzne prirodzené škáry. A keďže patria k druhom, ktoré nemajú jednu, ale stovky až tisícky kráľovien, je problém sa ich zbaviť.

Množia sa totiž rozpadom kolónií, keď jedna časť sa jednoducho odtrhne a ide trochu ďalej. Ak sa vám dostane do nákupnej tašky, prinesiete ich domov, oni sa presunú do nejakej škáry medzi panelmi a už tam ostanú.

Koľko druhov mravcov žije na Slovensku a v Česku? Na celom svete je ich údajne až 12-tisíc druhov.

V Česku a na Slovensku ich žije od sto do dvesto druhov. Na Slovensku možno o niečo viac ako u nás. Počet druhov stúpa smerom na juh k rovníku.

Čím sú užitočné?

Záleží na uhle pohľadu. Mravce sú podstatné pre fungovanie ekosystému. Jednak tvoria potravu rôznych druhov vtákov a živočíchov, jednak sami skonzumujú množstvo hmyzu, čím potláčajú možnú gradáciu rôznych škodcov.

My sme sa zaoberali ich vplyvom na pôdu. Ukázalo sa, že mravce zvyšujú dostupnosť živín v okolí mraveniska. Zaujímalo nás tiež, ako to ovplyvňuje rast stromov na tom území.

Čo ste zistili?

Že stromy vedľa mravenísk rastú niekoľkokrát rýchlejšie ako tie, čo sú povedzme 50 metrov odtiaľ. To je dané tými živinami, ktoré pochádzajú jednak z hmyzu, ktorý mravce zbierajú, ale aj z medovice, ktorú produkujú vošky na stromoch.

Nič to však nemení na tom, že stromy pri mravenisku rastú o niečo pomalšie ako stromy, ktoré žiadne mravce nenavštevujú. Je to dané tým, že rast stromov spomaľuje práve odnos medovice. Stromy s medovicou teda mravcom platia akési výpalné.

Zo Škandinávie sú zase známe prípady, že keď dôjde k premnoženiu nejakého škodca, ten zožerie takmer celý les s výnimkou stromov okolo mravenísk. Hovorí sa im zelené ostrovčeky. Mravce teda dokážu byť nielen škodlivé, ale aj užitočné.

Jan Frouz (53)

Vyštudoval Českú poľnohospodársku univerzitu v Prahe a Prírodovedeckú fakultu na Univerzite Karlovej v Prahe. V roku 2007 sa stal docentom ekológie na Biologickej fakulte Juhočeskej univerzity v Českých Budějoviciach. Je riaditeľom Centra pre otázky životného prostredia na Univerzite Karlovej a riaditeľom infraštruktúry SoWa v Biologickom centre Akadémie vied Českej republiky. Výskumne sa zaoberá ekológiou pôdy a obnovou ťažko poškodených ekosystémov. Jeho celoživotnou záľubou je štúdium života mravcov.