Na jaře 2018 narazila Erin Krichilsky na nejzáhadnější včelu, jakou kdy viděla.
Zatímco pravá strana jejího obličeje se vyznačovala statnou, robustní čelistí lemovanou zuby – což jsou znaky, které se obvykle vyskytují u samic -, levá polovina hmyzího hrnku měla jemné, chundelaté rysy samce. Rychlý pohled na zbytek včelího těla odhalil mnoho podobného: napravo byla ona, nalevo on. Vypadalo to, jako by někdo rozdělil včelího samečka a samičku na dvě poloviny a každou z nich sešil dohromady.
Při pohledu do mikroskopu na čtyřmilimetrový hmyz si Krichilská – tehdy vědecká asistentka ve Smithsonově tropickém výzkumném ústavu (STRI) v Panamě – uvědomila, že našla něco mimořádného. „Byl to úžasný jedinec, který se nepodobal tomu, co jsem byla zvyklá vidět,“ vzpomíná. „Byl to velmi vzrušující den.“
Tento záhadný hmyz, popsaný nedávno v časopise Journal of Hymenoptera Research, byl mimořádně vzácný gynandromorf – živočich, který je anatomicky napůl samec a napůl samice – první, který byl kdy identifikován u druhu Megalopta amoena, druhu potních včel vyskytujících se ve Střední a Jižní Americe.
Na rozdíl od hermafroditů, kteří často navenek vypadají jako samci nebo samice, ale mají pohlavní orgány obou, se gynandromorfové pyšní celými těly, která jsou pohlavní mozaikou. Vzhledem ke své vzácnosti v přírodě jsou tito pohlavně rozdělení jedinci málo známí. Přesto vědci zdokumentovali gynandromorfy u různých tvorů od motýlů a korýšů až po plazy a ptáky – vše s doslova smíšenými výsledky.
Jeden další gynandromorf Megalopta se vědcům ukázal již dříve: hybrid samce a samice u blízce příbuzného druhu potemníka Megalopta genalis, identifikovaný v roce 1999. Za dvě desetiletí od té doby vědci ze STRI nasbírali a analyzovali desítky tisíc dalších včel, aniž by objevili druhý exemplář, takže nedávný a náhodný výskyt nového exempláře Megalopta amoena je vítaným přídavkem, říká Krichilsky.
Tým neanalyzoval geny včely, aby potvrdil její status gynandromorfa. Ale asymetrická anatomie hmyzu byla tak trochu prozrazením, říká autor studie Adam Smith, biolog z Univerzity George Washingtona.
Všeobecně řečeno, včely, vosy a mravenci – kteří patří do skupiny Hymenoptera – žijí v matriarchálních společnostech, ve kterých samičky „dělají všechny věci, které dělají včely zajímavými,“ říká Smith. „Sbírají pyl, staví hnízda, starají se o děti.“ Evoluce proto vybavila tyto dámy vlastnostmi, které odpovídají jejich nekonečnému seznamu prací: silnými čelistmi schopnými zavrtat se do dřeva, silnými chlupatými zadními končetinami, které mohou zachycovat a přenášet pyl, a žihadlem s ostrým hrotem, které slouží k obraně.
Samci však „kromě páření nedělají nic užitečného“, říká Smith, a mají k tomu i slabou tělesnou stavbu.
I když si vědci nejsou jisti, jak přesně tato bizarní včela vznikla, studie na podobném hmyzu by jim mohly leccos napovědět. Před několika lety jiný tým vědců vedený odborníkem na včely z univerzity v Sydney Benjaminem Oldroydem analyzoval geny několika gynandromorfních včel a zjistil, že samčí a samičí kříženci jsou pravděpodobně výsledkem vývojové nehody.
U lidí je biologické pohlaví určeno dvěma pohlavními chromozomy – jedním od matky a druhým od otce. Zděděním dvou chromozomů X vznikne žena, zatímco z chromozomu X spárovaného s chromozomem Y vznikne muž. U včel je to ale trochu jinak. Ze všech oplozených vajíček, která nesou genetický materiál od matky a otce, se líhnou včelí samičky. Z neoplozených vajíček se však mohou vylíhnout potomci: samci bez otce, kteří nesou pouze jednu sadu chromozomů od matky – polovinu toho, co se nachází u samic. Jinými slovy, pohlaví je určeno množstvím genetické informace v buňkách včely.
Ve velmi, velmi vzácných případech se může druhá spermie vplížit do již oplozeného vajíčka – budoucí samičky – a začít se kopírovat, vysvětluje Oldroyd. Vzniknou tak dvě asymetrické linie, z nichž každá osídlí svou vlastní polovinu rostoucího embrya: Jedna vznikne spojením vajíčka a první spermie, která se vyvine jako samice, a druhá, zrozená výhradně z druhé, volně se pohybující spermie. Protože se tato druhá spermie nikdy nespojí s vlastním vajíčkem, počet chromozomů v její linii zůstává nízký a vytváří pouze samčí buňky.
Tyto události dvojího oplození zřejmě vysvětlují přinejmenším některé gynandromorfy včely medonosné, ačkoli samčí a samičí hybridy u jiných druhů se mohou projevovat i jinak. Jiné vysvětlení by mohlo spočívat v tom, že buňka v typickém samičím embryu udělá při kopírování chybu a místo dvou samičích buněk vznikne jedna samičí a jedna samčí. Tyto nové buňky by pak pokračovaly v dělení nezávisle na sobě, čímž by vznikly dvě pohlavně odlišné linie.
U nové včely Megalopta, která byla mezitím zvěčněna ve sbírkách STRI, se mohl odehrát buď jeden, nebo druhý z těchto scénářů. Bez pitvy exempláře a analýzy jeho genomu to vědci nemohou zjistit.
Než však včela Megalopta zemřela, rozhodli se Krichilsky a její kolegové provést jiný druh testu: sledovat její denní spánkový cyklus. Když hmyz umístili do monitoru aktivity, zjistili, že se probouzí o něco dříve, aby hledal potravu, než typičtí samci a samice tohoto druhu.
Když tým zkoumal pouze jeden exemplář, nemůže o této zvláštnosti v chování vyvozovat jednoznačné závěry. „Možná je to zvláštní, protože je to gynandromorf,“ říká Smith. „Nebo je to prostě divné, protože je to divné.“
Přesto jsou výsledky týmu pozoruhodné už jen proto, že zahrnují vůbec nějaké údaje o chování, říká Sydney Cameronová, entomoložka z Illinoiské univerzity v Urbana-Champaign, která se na studii nepodílela. Většina gynandromorfů je objevena až po své smrti a uložena v muzejních sbírkách, což znemožňuje zjistit, jak se za života pohybovali ve svém okolí a v sociálních vztazích. I když tento exemplář nemůže mluvit za všechny gynandromorfy, říká Cameron, jeho jednání je zajímavé zdokumentovat.
Ehab Abouheif, biolog z McGillovy univerzity, který se na studii nepodílel, zdůrazňuje, že je důležité neodmítat gynandromorfy jako „hříčky přírody“. Druhy mohou přežít a přetrvat pouze tehdy, pokud jsou jejich populace rozmanité. V tomto světle nejsou neobvyklí jedinci chybami, které je třeba odepsat – jsou potravou pro adaptaci.
Mnoho, ne-li většina, gynandromorfů je pravděpodobně neplodných a pravděpodobně sami nezakládají nové druhy. Vývojové změny, které stírají anatomické hranice mezi pohlavími, však mohou být hnacím motorem evoluce i v jiných souvislostech, říká Smith. Například u některých parazitických včel ztratily samičky mnoho obvyklých znaků, které feminizují jiné druhy, a mohou se jevit téměř jako samci.
Tento druh pohlavní tekutosti „se v přírodě pravděpodobně vyskytuje častěji, než si uvědomujeme“, říká Krichilsky. „Existují niky, které obsazuje typičtější samice nebo samec. Možná mohou obsadit něco mezi tím, nebo obojí – nebo se stát zcela novým organismem.“
Ačkoli jsou gynandromorfové neobvyklí, „stále jsou to včely, stejně jako ostatní včely,“ říká. „A my se od nich můžeme hodně naučit.“
„A my se od nich můžeme hodně naučit.