Krijesnice koje svijetle u ritmu

Tisuće krijesnica u šumi zasvijetle u isti trenutak, nekoliko sekundi blijesnu, pa nastane potpuni mrak. Nitko ne diriguje, a dolazak na to mjesto u Appalachima dijeli se lutrijom.

Ukratko

Mužjaci vrste Photinus carolinus iz sjeverne Amerike, i neke azijske vrste roda Pteroptyx, bljeskaju u zajedničkom ritmu, a nitko ih ne vodi.
U nacionalnom parku Great Smoky Mountains ciklus traje pet do osam bljeskova, nakon čega slijedi osam sekundi mraka.
Pokus iz 2010. pokazao je da ženke odgovaraju na oko 82 posto sinkroniziranih bljeskova, a na svega 3 posto nesinkroniziranih.
Snimanje iz 2021. pokazalo je da sinkronizacija prelazi preko roja kao val, a krijesnice međusobno utječu preko onoga što vide. Zašto je sinkronija evoluirala, ostaje otvoreno.

Većina krijesnica bljeska samostalno, a ženka u tami pokušava prepoznati mužjaka svoje vrste. Photinus carolinus rješava to drukčije: tisuće mužjaka bljeskaju zajedno.

Veče u Elkmontu

U nacionalnom parku Great Smoky Mountains živi 19 vrsta krijesnica, od više od 2000 poznatih u svijetu. Park navodi da se Photinus carolinus pari dva do tri tjedna u godini, a vrhunac su od 1993. bili između trećeg tjedna svibnja i trećeg tjedna lipnja. Datum se procjenjuje prema temperaturi tla.

Ciklus ima pet do osam bljeskova, a zatim osam sekundi potpunog mraka prije ponavljanja. Bljeskaju kad je šuma posve tamna, najčešće oko pola deset navečer. Pristup mjestu Elkmont uređen je lutrijom na portalu Recreation.gov, a osam večeri u godini prima posjetitelje.

Zašto sinkronija

Zašto mužjaci bljeskaju zajedno, nije posve utvrđeno. Prema jednoj teoriji koju park navodi, bljeskaju zajedno kako bi izazvali odgovor ženki, a one se javljaju u stankama.

Andrew Moiseff i Jonathan Copeland u radu iz 2010. u časopisu Science postavili su ženku u virtualno okruženje s umjetnim mužjacima koji su bljeskali s različitim stupnjem sinkronije. Ženke su odgovarale na oko 82 posto sinkroniziranih bljeskova, a na svega 3 posto nesinkroniziranih. Autori zaključuju da je jedna od uloga sinkronije pomoći ženki da prepozna bljeskove mužjaka svoje vrste, uklanjanjem vizualnog šuma koji bi stvarali drugi mužjaci.

Kako roj dolazi do ritma

Raphael Sarfati, Julie Hayes i Orit Peleg snimili su 2021. u prirodi tisuće krijesnica vrste Photinus carolinus i dali prvi prostorno-vremenski opis početka sinkronizacije. Pri maloj gustoći bljeskovi izgledaju nepovezano, a pri velikoj roj stvara sinkrone bljeskove unutar periodičnih naleta. Trodimenzijskom rekonstrukcijom autori su pokazali da naleti nastaju na jednom mjestu i šire se rojem poput štafete. Njihovi rezultati upućuju na to da krijesnice međusobno djeluju lokalno, kroz promjenjivu mrežu vizualnih veza, koju određuje zaklanjanje terenom i raslinjem. Okoliš, dakle, oblikuje samoorganizaciju.

Druga polovica svijeta

Sinkrono bljeskanje poznato je i u Aziji. John i Elisabeth Buck opisali su 1966. u časopisu Nature biologiju sinkronog bljeskanja krijesnica. U Maleziji se uz rijeku Selangor u Kampung Kuantanu nalaze krijesnice vrste Pteroptyx tener, koja je prema novinskom članku jedna od rijetkih vrsta na svijetu što bljeskaju sinkrono, a u tropima je aktivna cijele godine.

Malezijski institut za istraživanje šuma FRIM utvrdio je da je broj krijesnica od 2007. pao za oko 40 posto. Glavni uzrok je uništavanje staništa uz obale, osobito pretvaranje zemljišta u plantaže palme i poljoprivredu. Krijesnice štiti poseban propis, a rad u zaštićenoj zoni zahtijeva pisano dopuštenje.

Dokazi za i protiv

Sinkronija pomaže ženkama prepoznati vrstu

U prilog: U pokusu iz 2010. ženke su odgovarale na 82 posto sinkroniziranih bljeskova, a na 3 posto nesinkroniziranih.
U prilog: Autori zaključuju da sinkronija uklanja vizualni šum koji bi stvarali bljeskovi drugih mužjaka.
Protiv: Pokus je izveden u virtualnom okruženju s umjetnim mužjacima, ne na slobodnom roju.
Protiv: Pokus ne objašnjava kako mužjaci uspijevaju postići sinkroniju.

Sinkronija nastaje lokalnim vizualnim interakcijama

U prilog: Snimke roja pokazuju da pri maloj gustoći bljeskovi nisu povezani, a pri velikoj nastaju sinkroni naleti.
U prilog: Naleti se šire rojem poput štafete, što odgovara lokalnim vezama.
Protiv: Rad opisuje nastanak sinkronizacije, ali ne objašnjava zašto je ona evolucijski prednost.
Protiv: Isti rad pokazuje da raslinje i teren utječu na vezu, pa rezultat ovisi o mjestu.

Kronologija

1966.: John i Elisabeth Buck objavljuju rad o biologiji sinkronog bljeskanja krijesnica.
1993.: Počinje razdoblje u kojem se vrhunac u Great Smoky Mountains bilježi između svibnja i lipnja.
2007.: Od te godine, prema FRIM-u, broj krijesnica uz rijeku Selangor pada.
2010.: Moiseff i Copeland objavljuju pokus o odgovoru ženki na sinkroniju.
2021.: Sarfati i suradnici objavljuju snimke roja.

Ključne osobe

Andrew Moiseff: Američki biolog, prvi autor pokusa o odgovoru ženki na sinkroniju.
Jonathan Copeland: Američki biolog, koautor tog pokusa.
Raphael Sarfati: Autor snimanja prirodnih roja iz 2021.
Orit Peleg: Koautorica istog rada.

Što se zna

Photinus carolinus u nacionalnom parku Great Smoky Mountains bljeska u ciklusima od pet do osam bljeskova uz osam sekundi mraka.
Ženke su u pokusu odgovarale na oko 82 posto sinkroniziranih bljeskova i na svega 3 posto nesinkroniziranih.
Pri velikoj gustoći roj stvara sinkrone bljeskove unutar periodičnih naleta koji se šire rojem.
Pteroptyx tener uz rijeku Selangor u Maleziji bljeska sinkrono, a broj mu je od 2007. pao za oko 40 posto.