09 GEO 23

Věřící byli svědky středověce pojaté inscenace pozdně moderní události, jak se dnes říká, „eventu“. Papež v roli hvězdy? Nepochybně, současníci totiž bez ohledu na věk, společenský

Zvířata

z očí do očí

My lidé vnímáme zrakem čtyři pětiny všech informací o okolním světě. Může se nám proto zdát, že už jsme viděli všechno, co stojí za vidění. Světlo, které vnímají naše oči, je však jen malá část spektra záření bombardujícího naši planetu z vesmíru. Někteří živočichové vidí i věci pro nás neviditelné a navíc je vnímají vskutku nevídanými zrakovými orgány.

20 GEO 01/09

01/09 GEO 21

Věřící byli svědky středověce pojaté inscenace pozdně moderní události, jak se dnes říká, „eventu“. Papež v roli hvězdy? Nepochybně, současníci totiž bez ohledu na

22 GEO 01/09

01/09 GEO 23

Věřící byli svědky středověce pojaté inscenace pozdně moderní události, jak se dnes říká, „eventu“. Papež v roli hvězdy? Nepochybně, současníci totiž bez ohledu na věk,

24 GEO 01/09

01/09 GEO 25

O Věřící byli svědky středověce pojaté inscenace pozdně moderní události, jak se dnes říká, „eventu“. Papež v roli hvězdy? Nepochybně, současníci totiž bez ohledu na věk, společenský společenský

26 GEO 01/09


či živočichů byly v prvních letech rozvoje přírodovědné disciplíny zvané evoluční biologie jednou z jejích nejbolavějších Achillových pat. Jak mohl tak dokonalý orgán jako je oko vzniknout postupně, přirozeným výběrem? K čemu by byly živočichům dobré přechodné evoluční modely, které by zcela jistě nefungovaly bezchybně? Podle odpůrců evoluce musely zkrátka oči vzniknout rychle a najednou – tedy zásahem nějaké cílevědomé vyšší moci. Tehdejší přírodozpytci však při svých úvahách dělali jednu obrovskou chybu. Předpokládali, že každý živý tvor potřebuje vidět přesně to, co vnímáme my, a také ve stejné obrazové kvalitě. Skutečnost je ale mnohem pestřejší. Živočichové vnímají okolní realitu po svém a vybírají si z ní to, co je důležité pro jejich přežití. Pro některé z nich by dokonce naše „dokonalé“ oči představovaly doslova danajský dar. K čemu by byly například některým dravým medúzám, které ve volné vodě oceánů potřebují rozeznávat jenom pohyb kořisti vhodné velikosti? Menší plankton pro ně není důležitý a většímu dravci by svým pomalým pohybem stejně neunikly. Takovým živočichům bohatě stačí ke spokojenosti velmi rozmazaný obraz okolí s pohyblivými skvrnami správných rozměrů. Složité informace z ostře vnímajícího oka by navíc zcela zahltily medúzinu jednoduchou nervovou soustavu. Málo výkonný živoucí počítač jejího těla by zkrátka takovou záplavu podnětů vůbec nestihl zpracovat. Čtyřhranky, vzdálené příbuzné „pravých“ medúz, však vědcům připravily ještě větší překvapení. Kromě jednoduchých oček mají na čtyřech výrůstcích svého zvonu vždy po dvou mnohem dokonalejších zrakových orgánech. Tyto oči jsou dokonce vybavené čočkou, takže vzdáleně připomínají komorový zrakový aparát mnohem dokonalejších tvorů – obratlovců. Oči čtyřhranek jsou však záměrně rozostřené, aby vytvářely přesně takový obraz, jaký dravé příbuzné medúz potřebují. Týmu výzkumníků, jehož jádro tvoří čeští vědci, však nedala spát jiná otázka – jak to, že mají vývojově původnější tvorové jako jsou žahavci (kam čtyřhranky patří) tak dokonalé oči a hlavně jak je možné, že kromě nich sledují

svět i mnohem jednoduššími verzemi zrakových orgánů ležícími v jejich sousedství. Odpověď jim poskytl detailní výzkum genetických souvislostí vzniku oka během zárodečného vývoje. Zjistili, že formování oka čtyřhranek řídí evolučně starší verze téhož genu, který kontroluje utváření zrakového orgánu i u nás. Komorové oči se tedy vyvinuly u obratlovců i čtyřhranek nezávisle na sobě, podkladem pro jejich vznik však byly stejné geny.

V živočišné říši však najdeme ještě jeden mnohem známější příklad oka, které evoluce vybrousila do podobných kvalit jako to naše. Stejně jako podivné zrakové orgány čtyřhranek pozorují i tato čidla dění pod mořskou hladinou. Patří evolučně nejpokročilejším ze všech měkkýšů – hlavonož-


01/09 GEO 27

Věřící byli svědky středověce pojaté inscenace pozdně moderní události, jak se dnes říká, „eventu“. Papež v roli hvězdy? Nepochybně, současníci totiž bez ohledu na věk, společenský společenský

cům. Chobotnice, sépie či olihně vedou podobně aktivní život jako mořské ryby. Čile pronásledují kořist, ukrývají se před nepřáteli v členitém prostředí mořského dna nebo před nimi prchají pomocí podmořské obdoby tryskového pohonu. Díky schopnosti měnit barvu i texturu pokožky se mistrně maskují ve svém okolí. S příslušníky vlastního druhu dokonce vedou jakési barevné rozhovory připomínající psychedelické vidiny způsobované některými drogami. Nic z toho by však hlavonožci nemohli dělat bez výtečného zraku. Jejich komorové oči skutečně fungují podobně jako zrakové orgány obratlovců, které považujeme za jeden z vrcholů evolučního snažení přírody. Stejně jako u nás zaostřuje obraz na sítnici chobotnic průhledná čočka. Na rozdíl od savčího oka však přeostřuje na různé vzdálenosti stejně jako objektiv fotoaparátu – posunuje se dál od sítnice nebo se k ní zase přibližuje. Podle stavby oka bychom ale mohli očekávat, že chobotnice vykukující ze skuliny v útesu vidí podobný obraz okolí jako potápěč, který ji tam zahnal. Svět chobotnic je ale úplně jiný než ten náš. Vzhledem k jejich schopnostem měnit barvu je velkým překvapením, že až na některé výjimky připomíná černobílý film z první republiky. Hlavonožci nevidí barevně! V jejich sítnici nepracují tyčinky a čípky jako u nás, ale smyslové buňky zvané rhadomery. Na rozdíl od naší sady receptorů obsahují jediný světločivný pigment (my máme tři), takže nedokážou rozlišovat barvy. Menší záhadou proto zůstává, jak hlavonožci při maskování trefí barvu těla tak, aby splynuli s okolím. Jejich oči však umějí něco, co by jim záviděl každý řidič nebo rybář. Vidí polarizované světlo. Díky mikroskopickým výrůstkům smyslových buněk orientovaným pravoúhle na sebe dokážou vnímat světelné paprsky kmitající v různých rovinách. Mají tedy v očích vestavěné polarizační brýle, které s oblibou nosí králové silnic i vodních toků. Každý, kdo si takové brýle vyzkoušel, si určitě povšiml, že po jejich nasazení okamžitě zmizely nepříjemné odlesky od vodní hladiny, mokré silnice nebo skel protijedoucích aut. Podobný efekt pomáhá hlavonožcům zřetelněji vidět kořist či

nebezpečné dravce proti světlu polarizovanému hladinou nebo eliminovat rušivé odlesky od stříbřitých rybích těl. Zrakové orgány měkkýšů s chapadly přitom lámou velikostní rekordy světa zvířat. Největší z nich patří hlubokomořské krakatici obrovské a dosahují úctyhodného průměru až čtyřiceti centimetrů. Jsou tedy velké jako průměrná pizza v italské restauraci. Mořské hlubiny však skrývají i druhý extrém. Podivné loděnky s vnější schránkou jsou

Věřící byli svědky středověce pojaté inscenace pozdně moderní události, jak se dnes říká, „eventu“. Papež v roli hvězdy? Nepochybně, současníci totiž bez ohledu na věk, společenský původ či pohlaví baží po mýtech a rit

Speciality mořských tvorů

01/09 GEO 29


připomínkou druhohorních dob, kdy světová moře obývali dávno vymřelí amoniti. Stejně jako oni mají loděnky malá štěrbinovitá očka, která postrádají čočku zcela. Fungují na principu dírkové komory (camera obscura), ve které světlo prochází úzkým otvorem a promítá obraz vnější scény na protilehlou stěnu zařízení. U loděnek nahrazuje stěnu světločivná sítnice. Naprostá většina teorií o vzniku života se shoduje na tom, že má své počátky v moři. Obratlovci slaného živlu byli tedy první z našich příbuzných, na kterých si mohla evoluce vyzkoušet, jak se dělá oko podobné našemu. Už dávno před nástupem dinosaurů přišla s obdivuhodně propracovaným řešením. Vybavila totiž zrakem tak úspěšné dravce oceánů, že přežili až do dnešních dnů – obávané žraloky. Některé z patentů, které

Velký útok na souš

30 GEO 01/09

tenkrát spatřily světlo světa, využívají i dnešní vrcholoví predátoři souše z řad savců. Jedním z nich je i vrstva podobná zrcadlu. Odráží světlo od stěny oční koule zpět na tyčinky a čípky, aby zesílila jeho vnímání. Vědci tento oživlý reflektor nazvali tapetum lucidum a zjistili, že je tvořený vrstvou buněk s krystalky lesklé chemické látky guaninu. Žralokům pomáhá vidět v prostředí desetkrát temnějším, než jaké potřebujeme ke zrakové orientaci my. Mohou dokonce odrazné plošky buněk natáčet podle toho, v jakém úhlu světlo do jejich očí dopadá. Při vývinu očí žraloků však evoluce řešila zapeklité konstrukční problémy, se kterými se u suchozemských tvorů potýkat nemusí. Vyplývají z fyzikálních vlastností vodního prostředí. Každý potápěč si musel povšimnout, že už několik málo metrů pod hladinou je vidět mnohem hůř než na začátku ponoru. Při vynořování pak světla stejně rychle přibývá. Žraloci se bez problémů potápějí do značných hloubek a pak bleskově vyplouvají vzhůru, aby překvapili nic netušící kořist. Přitom asi zažívají podobný pocit jako chodec, proti kterému se v noci řítí auto s rozsvícenými světly. Když k tomu ještě připočítáme efekt odrazných parabol v oku, mohlo by je světlo snadno a úplně oslnit. Zubatí lovci však naštěstí mohou svou soustavu zrcadel vypnout. Zhasnou ji tak, že překryjí buňky s guaninem výběžky buněk jiných, které obsahují neprůhledný pigment. Další komplikací ze stejného soudku je skutečnost, že vodní tvorové stále plavou v jakémsi světelném rozhraní. Vidí zároveň temné hlubiny pod sebou i světlo od hladiny. V oku i mozku by taková směs kontrastů mohla způsobit pořádný zmatek. Žraloci mají v rukávu elegantní konstrukční vylepšení – mohou zatahovat pigmentovou clonu částečně. Spodní polovina odrazné vrstvy, kam dopadají paprsky od hladiny, je v takovém případě cloněná, zatímco horní, kam proniká slabé světlo z hlubin, naopak otevřená. Některé ryby řeší stejný problém jinak: V části oka vystavené silnějšímu světlu mají převážně čípky, které vnímají barvy a vidí za dobrého osvětlení. Opačná část sítnice je naopak vystlaná tyčinkami, které slouží k vidění ve zhoršených světelných


podmínkách, ale nevnímají barvy. Čípků je tu mnohem méně. Obraz světa takových ryb je tedy napůl barevný a napůl černobílý. Vidí však v šeru i v jasném světle najednou.


Vodní prostředí má však pro vidění i pár výhod. Index lomu světla vody je podobný jako u tekutin uvnitř oka. Rohovka vodních tvorů tedy může být plošší, protože nemusí rozdíly v lomu světla vyrovnávat. Tekutina proudící kolem hlavy navíc oči neustále omývá, takže šetří evoluci práci s vývojem očních víček. První žraloci se kolem sebe začali rozhlížet v prvohorním období siluru asi před 420 miliony let. O padesát milionů let později předkové praobojživelníků udělali veledůležitý krok směrem na souš. Kromě prostřeného stolu a volného životního prostředí tím získali i daleký rozhled. Evoluce musela urychleně přeostřit jejich oči ke vzdáleným obzorům. Vzduch je mnohem průhlednější než voda a za dobrého počasí je skrz něj vidět na kilometry daleko. Ve vodě je něco takového jenom toužebným přáním. V čistém moři se viditelnost měří na desítky metrů, zatímco v rybníku je vidět sotva na desetinovou vzdálenost. Ryby mají proto oči v klidu zaostřené tam, kde mají vůbec šanci něco zahlédnout – tedy nablízko. Pro obyvatele souše je však mnohem výhodnější opačná varianta. Už z dálky tak zaměří nebezpečí či kořist a když si chtějí něco prohlédnout zblízka, prostě si přeostří. Obojživelníci a hadi ostří stejně jako ryby posunem čočky. Ostatní plazi, ptáci a savci včetně lidí vylaďují optiku tak, že pomocí zvláštních svalů čočku zploští nebo naopak vyklenou. Problémy s přechodem mezi vodou a souší můžeme v přírodě sledovat i dnes přímo na vlastní oči. Naprosto unikátní stavbu zrakových orgánů má zvláštní ryba halančík čtyřoký (Anableps tetrophtalmus). Loví těsně u hladiny a musí proto zároveň hledat potravu ve vodě a hlídat vzdušné dravce. Jeho vypoulené oči na svrchní straně hlavy proto vyčnívají nad hladinu a mají dvě části. Každá z nich má vlastní rohovku i část sítnice. Čočka uvnitř oka má vejčitý tvar a je umístěná tak, aby světlo z vody procházelo jejím delším rozměrem a paprsky ze vzduchu zase kratším. Díky tomu je oko zaostřené současně na dálku

i na blízko. Ve vodě halančík vidí blízké předměty jako je drobná potrava, ve vzduchu zase zahlédne z dostatečné vzdálenosti dravého ptáka. Kormoráni se pro kořist naopak vrhají ze vzduchu do vody a po ponoření stlačí čočku do té míry, že vyrovnává optické rozdíly vodního prostředí.


Živočichové prozřeli už na samém počátku svého vývoje, kdy Zemi existoval pouze jednobuněčný život. Sluneční světlo ovlivňuje drtivou většinu všech živých tvorů naší planety, takže není nic divného na tom, že ho potřebovali nějakým způsobem vnímat. Někteří se chtěli vyhřívat ve slunečních paprscích, jiní se potřebovali před jejich silným působením ukrýt. Tehdy však nebylo po složitých očích ani stopy. První orgány podobné zrakovým čidlům, která asi tenkrát objevila světlé

Jak to všechno začalo

01/09 GEO 33


34 GEO 01/09

chráněné dutiny mohly začít vnímat pohybující se stíny. Nám to sice nemusí připadat jako kdovíjaký pokrok, pro majitele takových očí to však byla výhra v loterii. Poprvé v historii mohli spatřit blížící se nebezpečí. Uzavřením pohárku tak, aby na svět koukal úzkou štěrbinou, vznikly oči, které bohatě stačí loděnce nebo celé řadě suchozemských plžů. Jakmile se však evoluce jednou dá do pohybu, není k zastavení. V dalším kroku uzavřela štěrbinu průhlednou membránou, aby dovnitř nevnikaly nečistoty z okolí. Vyklenutím a zesílením této ochranné pokličky vznikla primitivní čočka a předchůdce komorového oka byl na světě. Živočichové poprvé uviděli zaostřený obraz světa kolem sebe. Vývoj života však zřídkakdy zvolí pouze jedinou cestu. Před pěti sty miliony let proto začali trilobiti a jim podobní tvorové pozorovat podmořský svět zcela novýma očima složenýma z mnoha jednoduchých oček, ommatidií. Každé takové šestihranné očko má vlastní soustavu čoček i sadu smyslových buněk. Výsledný obraz je mozaikou z pohledů všech oček složeného oka a čím je jich ve zrakovém orgánu více, tím má větší rozlišení. Dnes se mohou složenýma očima pochlubit přibližně tři čtvrtiny živočišných druhů na Zemi včetně veškerého hmyzu a mnoha dalších skupin členovců. Zrakové orgány některých z nich mají oček několik tisíc a zabírají velkou část hlavy. Ačkoli vypadají i pracují zcela jinak zítřky, mají i někteří dnešní prvo- než naše oči, řídí jejich vznik geny stejné skupici. Skvrny citlivého pigmentu jim ny jako ty zodpovědné za správný vývoj našich sdělují, jestli je v jejich okolí svět- zrakových orgánů. Cesty evoluce jsou zkrátka nevyzpytatelné. S použitím stejných výchozích lo nebo tma. Podobné schopnosti mají surovin dokáže vyvinout naprosto rozdílné i nejjednodušší oči mnohobu- orgány vnímající světlo, zatímco jindy dovede něčných tvorů. Mořské hvězdice zcela různé skupiny živočichů k téměř stejnému nebo ploštěnky vnímají světlo výsledku. jamkami vystlanými smyslovými buňkami, které sedí na vrstvě barviva. Ani takovéto oči však Nějaké info o panu Foktovi Nějaké nevidí nic jiného než rozdíl mezi info o panu Foktovi Nějaké info o padnem a nocí. Dalším zlepšením nu Foktovi Nějaké info o panu Foktovi evolučních sil bylo jednoduché Nějaké info o panu Foktovi Nějaké prohloubení zrakového pohárku, info o panu Foktovi Nějaké info o paaby se citlivé světelné receptory nu Foktovi Nějaké info o panu Foktovi Nějaké info o panu Foktoukryly na jeho dně. V pohodlí vi Nějaké info o panu Foktovi Nějaké info o panu Foktovi Nějaké

Věřící byli svědky středověce pojaté inscenace pozdně moderní události, jak se dnes říká, „eventu“. Papež v roli hvězdy? Nepochybně, současníci

09 GEO 23

Recommend Documents