Pokus o nahlédnutí do "černé schránky" hmyzího mozku: strategie a první výsledky

Jan Žďárek a Petr Myška
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, Praha

Chování živočicha je odrazem funkce jeho centralní nervové soustavy, která zprostředkuje reakce na vnější smyslové podněty a koordinuje je s vnitřním fyziologickým stavem jedince. V případě stereotypního pupariačního chování muší larvy, tj. chování provázejícího a podmiňujícího tvorbu puparia na začátku metamorfózy, je vliv vnějšího prostředí na průběh chování silně potlačen, a chování je proto vhodné pro studium organizace jeho motorických vzorců a experimentální manipulace s nimi. Pro současný projekt jsme využili dvou zásadních poznatků získaných dřívějším studiem: (i) pupariační chování se skládá z neměnné kaskády motorických vzorců, jejichž 'přehrávku' lze sledovat barografickou nebo tensiometrickou metodou (tj. přímým, resp. nepřímým měřením změn hemocoelického tlaku způsobených specifickou svalovou činností)1; (ii) průběh chování lze modifikovat přirozenými regulačními látkami (neurohormonálními faktory nebo jejich analogy)2, resp. jinými neuroaktivními látkami3.

Pomocí zdokonalené tensiometrické metody jsme monitorovali změny v průběhu (urychlení) pupariačního chování masařky Sarcophaga bullata způsobené vlivem autentických pupariačních faktorů, které jsou přítomné v hemolymfě puparizujících larev a porovnali jsme je se změnami po aplikaci syntetického neuropeptidu ze skupiny leukopyrokininů, které mimikují účinky autentických faktorů. Ukázalo se, že i když dochází v obou případech k výrazné akceleraci průběhu pupariace, časovou organizaci sledu motorických vzorců lze ovlivnit jen neurohormonálními faktory z krve. Syntetický analog sice stimuloval nervosvalovou aktivitu (imobilizaci, retrakci předních segmentů, podélnou kontrakci těla), která podmiňuje vytvoření soudečkovitého puparia, časový sled centrálních motorických příkazů však zůstal zachován a jejich 'přehrávka' se v náznaku opakovala i uvnitř hotového puparia. Zatím tento paradox nedovedeme uspokojivě vysvětlit. Možnosti jeho interpretace budou diskutovány.

1Žďárek J., Sláma K., Fraenkel G., 1979: Changes in internal pressure during puparium formation in flies. J. Exp. Zool. 207: 187-196.
2Žďárek J., Nachman R.J., Hayes T.K., 1998: Structure-activity relationships of insect neuropeptides of the pyrokinin/PBAN family and their selective action on pupariation in fleshfly (Neobelleria bullata) larvae (Diptera: Sarcophagidae). Eur. J. Entomol. 95: 9-16.
3Žďárek J., Fraenkel G., 1987: Pupariation in flies: A tool for monitoring effects of drugs, venoms, and other neurotoxic compounds. Arch. Insect Biochem. Physiol. 4: 29-46.