sah pohybu je však výrazně větší ve vodě obsahující rybí kairomony. (Tímto kairomonem měla být látka nebílkovinné povahy, která má poměrně nízkou molekulovou hmotnost; je termostabilní, odolná vůči extrémním hodnotám pH a podléhá rychlému mikrobiálnímu rozkladu, podrobněji viz rámeček.) Mezi hustotou ryb a rozsahem pohybu byla dokonce zjištěna přímá úměrnost. 2) STANU SE MENŠÍ A JEŠTĚ MENŠÍ: Zjistilo se, že zastoupení velkých a malých druhů perlooček rodu Daphnia v nádrži je dáno množstvím přítomných ryb – s nárůstem jejich počtu jsou v důsledku mechanické selekce nahrazovány větší druhy menšími. Obdobná selekce probíhá uvnitř druhů: Mladé samice při první snůšce vajíček jsou menší než samice při snůšce několikáté, tudíž mají větší naději na přežití. Menší samice mají menší vajíčka, a tedy i menší potomstvo, které zas klade menší vajíčka atd. Jedinci v ohrožené populaci se mechanickou selekcí zmenšují. Ve stejném smyslu jako mechanická selekce působí kairomony. Změní v organizmu perlooček hospodaření s energií, perloočky začnou více energie vydávat na reprodukci a méně na tělesný růst. Perloočky kultivované ve vodě, v níž předtím byly ryby, dospívají dříve, jsou menší a mají početnější snůšky menších vajíček než kontrolní perloočky nevystavené rybímu kairomonu. Jazyk chemických signálů Když chemický signál odezní, vrátí se perloočky k strategii dorůstání do větších velikostí, což jim přináší výhody v potravní soutěži s ostatními planktonními býložravci. Schopnost reagovat na rybí kairomon byla postupně prokázána u několika druhů rodu Daphnia, které se vyskytují v nádržích s rybami, a naopak nebyla prokázána u druhu D. obtusa, který žije v tůňkách a vysychajících loužích, kde ryby žít nemohou. Jestliže se u některého druhu zjistí, že na kairomon reaguje, neznamená to ještě, že reaguje všemi uvedenými způsoby. Některé klony perlooček putují denně do hloubky a zpět k hladině, ale nemění růstové ani reprodukční parametry. Jiné naopak v přítomnosti rybího kairomonu snižují růst těla ve prospěch reprodukce, ale do hloubek se neuchylují. Rybí kairomony patrně nebudou jediné, které mají vliv na růstové a reprodukční parametry perlooček. V úvahu přicházejí i kairomony bezobratlých predátorů, např. znakoplavek rodu Notonecta. Na objasnění čeká mnoho dalších souvislostí. Přestože účinky rybího kairomonu jsou specifické a přesně cílené z hlediska perlooček (různé klony různě reagují), nebyl dosud zjištěn rybí druh, který by kairomon neuvolňoval (uvolňuje jej i štika, která se živí výhradně rybami, a tedy pro perloočky nepředstavuje nebezpečí). Klíčovým problémem v otázkách chemické komunikace bude chemická identifikace účinných látek. o LITERATURA Dawidowicz P., Loose C.: Limnol. Oceanography 37, 1589–1595, 1992 Dicke M., Sabelis M. W.: Funct. Ecology 2, 131–139, 1988 Gilbert J. J.: Arch. Hydrobiol. 64, 1–62, 1967 Hrbáček J.: Rozpr. ČSAV, Ser. mat. nat. sci. 72, 1–117, 1962 Macháček J.: Limnol. Oceanography 38, 1544–1550, 1993
Mgr. Jan Havlíček (*1974) vystudoval Přírodovědeckou fakultu UK v Praze. Je doktorandem na katedře filozofie přírodních věd PřF UK a zároveň pracuje ve Výzkumném centru pro vývoj osobnosti a etnicity při Fakultě humanitních studií UK. Na obou pracovištích se zabývá ekologií člověka.
632
VESMÍR 80, listopad 2001 l http://vesmir.cts.cuni.cz
Homo olfactoricus aneb Chemická komunikace u člověka JAN HAVLÍČEK
Člověk se orientuje především zrakem, ale lidská komunikace je založena na řeči, tedy na sluchu. Svět vnímaný zrakem a sluchem je velmi dobře racionálně uchopitelný a slovně vyjádřitelný, což spolu úzce souvisí. Naproti tomu je svět pachů a vůní téměř neuchopitelný, špatně vyjádřitelný slovy a silně emocionální, navíc je velká část čichových vjemů vnímána na podvědomé úrovni. Tyto vlastnosti přispívají k tomu, že čichu bylo dosud věnováno poměrně málo pozornosti, přestože v některých oblastech lidské komunikace zřejmě hraje důležitou roli. Ke každé komunikaci je potřeba orgánová výbava „vysílačů“ i „přijímačů“. Podrobnou anatomií a fyziologií čichu se zabývat nebudeme, všimneme si spíš některých zvláštností čichových orgánů. Trojjediný nos Různé pachy a vůně můžeme vnímat třemi různými orgány. Ne že by každá látka aktivovala všechny složky, ale v některých případech se jejich aktivita překrývá. n Hlavní čichový orgán. Ve stropě nosní dutiny jsou smyslové receptory – neurony zakončené množstvím řasinek ponořených v mukózním sekretu. Jím jsou připlavovány molekuly látek, navázané často na speciální proteiny. Vlákna neuronů vytvářejí nervové svazky a po průchodu čichovou kostí vstupují do čichového laloku (na bázi koncového mozku), kde probíhá první syntéza vjemů. Axony čichových neuronů nejsou myelinizované, tudíž převádějí vzruch výrazně pomaleji než nervy obalené myelinovou pochvou. Důležité je, že z čichového laloku vedou vlákna do limbických útvarů, jako jsou amygdala a hipokampus, tedy do struktur, jež mají co činit s naším emocionálním světem a pamětí (viz Vesmír 79, 605, 2000/11). Impulzy přicházející do talamu jsou pak vedeny do orbitofrontální kůry (v oblasti očnic a čela), kde probíhá vědomá percepce. n Volná zakončení trojklanného nervu v nosní dutině. Aktivována mohou být pouze látkami s vysokou koncentrací nebo dráždivým účinkem, jako jsou kyseliny. Tento systém má tedy funkci „pryč odtud, tenhle pach může být nebezpečný“. n Vomeronazální (Jacobsonův) orgán. Dobře prozkoumán je u plazů (viz Vesmír 76, 205, 1997/4) a některých savců. Přestože se už dlouho ví, že tento
orgán existuje u lidských embryí, býval považován za rudiment. Jeho funkčnost prokázaly teprve některé studie v posledních letech (viz Vesmír 76, 203 a 206, 1997/4), spory o ni však trvají. Zájem vzbuzuje předpoklad, že právě vomeronazální orgán je receptorem pro feromony. Někteří autoři se však domnívají, že feromony mohou být registrovány i hlavním čichovým orgánem. Vomeronazální orgán je úzká trubička v oblasti nosní přepážky, z níž vedou axony do přídatného čichového laloku (u člověka morfologicky neidentifikovatelného) a odtud přímo do amygdaly a hypotalamu bez jakékoliv aktivity v oblasti orbitofrontální kůry. Jejich působení tedy není registrováno na vědomé úrovni. Jednou z důležitých vlastností čichového systému je vnímavost k čichovým podnětům. Ženy jsou čichově vnímavější než muži, jejich vnímavost však kolísá v průběhu menstruačního cyklu – nejvyšší je v období ovulace. Mezipohlavní rozdíly ve vnímavosti vznikají až v pubertě, u některých látek jsou však i poté téměř nulové. Největší jsou u látek biologicky relevantních. Čichání nemusí probíhat na vědomé úrovni a to, co považujeme za vůni či pach, nemusí být přijato pouze uvedenými smysly. Např. na chuťovém vnímání se podílejí nejen chuť a čich, ale i zrak (výsledky jednoho pokusu ukazují, že odbarvený džus je považován za méně chutný). Feromonový oblak K úspěšné komunikaci je třeba signalizovat. Každý jedinec vytváří svůj vlastní pachový podpis, který je dán jednak geneticky, jednak stravou a užíváním dalších látek, jako jsou alkohol, drogy, léky, kouření ap. Člověk nemá žádné speciální pachové žlázy, jaké mají cibetka, bobr apod., zdrojem pachu je celá kůže, a především tři typy žláz: potní, apokrinní a mazové. Produktem apokrinních žláz jsou zejména cholesterol a jeho deriváty, mastné kyseliny a stereoidy (především androsteny). Rozmístění mazových a apokrinních žláz, které se na osobním pachu podílejí, se významně liší. Mazové žlázky se ve velké koncentraci vyskytují především na skalpu, tváři, rtech a jejich slizniční části, na krku, dvorcích bradavek a genitáliích. Nejvyšší koncentrace apokrinních žláz je v podpažní jamce a zevním genitálu. Funkce apokrinních žláz se rozvíjí až v pubertě, a je tedy nasnadě, že by mohla mít spojitost se sexuálním chováním. Samotný produkt těchto žláz je bez pachu, pach vzniká až po bakteriálním působení. U mužů převažují tyčinkovité bakterie, u žen flora mikrokoková. Podle toho se liší kvalita i síla pachu. Podle jedné hypotézy, se líbání podílí na tvorbě pout mezi partnery nejen aktem samotným (intimitou), ale i přenosem chemických signálů. Nejčastěji totiž bývají líbány právě oblasti s největší hustotou apokrinních žláz, a navíc se v průběhu erotického kontaktu zvyšuje teplota kůže, což zvyšuje činnost mazových žláz. Nepřehlédnutelným jevem je ochlupení podpažní jamky na jinak téměř holém těle. Je možné, že funguje jako zadržovač látek, které mohou být biologicky aktivní. Z hlediska komunikace dává takové umístění u člověka (na rozdíl od ostatních primátů) dobrý smysl. Podobnou funkci by mohlo mít ochlupení genitální. Navíc by tyto oblasti mohly fungovat i jako optický signál. K produkci chemických poslů můžou sloužit také zrohovatělé buňky pokožky, jichž se denně odlupuje značné množství (asi 1000 buněk na cm2 za hodinu), a vytvářejí okolo každého z nás oblak plný informací o našem stavu.
rozšíøený zaèátek èichového ústrojí
vomeronazální nervy Základní anatomie lidských orgánů čichu
vomeronazální orgán olfaktorická mukóza
Nejstarší způsob dorozumívání Chemická komunikace patří v živočišné říši mezi nejstarší a pravděpodobně i nejrozšířenější (viz Data a souvislosti na s. 630–631). Výhodou tohoto způsobu dorozumívání je především nezávislost na okolním stavu osvětlení i na přítomnosti produkujícího jedince a možnost komunikovat na poměrně velkou vzdálenost. Jeden z mých čichových poradců, samozřejmě žena, tvrdí, že pozná, který ze spolupracovníků se vyskytoval v její pracovně v době její nepřítomnosti. V neposlední řadě je výhodná též relativní stabilita signálu čili pachový podpis. Možná právě to je jedním z důvodů, proč některé kultury, především euroamerická, jsou tak netolerantní k přirozenému lidskému pachu. Tímto způsobem se prostě příliš lhát nedá. Druhou stranou téže mince je obliba parfémů jako vytváření umělé pachové identity. O neodolatelně vonícím prsu Významnou roli hraje čich hned po narození, dokonce je možné, že olfaktorické učení probíhá již před narozením – novorozenci totiž dávají přednost pachu vlastní plodové vody. Několik hodin po porodu se dítě snaží dostat k matčinu prsu, přičemž nereaguje jen na pach mléka, ale také na pach produkovaný mazovými a apokrinními žlázami v oblasti prsního dvorce (jejich počet i aktivita v těhotenství stoupají). Prs kojící ženy od prsu ženy nekojící rozpozná nejen novorozenec kojený, ale i dvoutýdenní dítě krmené výhradně z láhve (dává prsu kojící ženy přednost před lahví). Kojené děti na rozdíl od nekojených poznají svou matku podle podpažního pachu (preference pro otce v tomto věku nebyly zjištěny). V navázání pouta dítěte s matkou hraje tedy čich zásadní roli. Množství dětí s postižením čichového ústrojí mívá zároveň sociální problémy. Jaký vliv na naši generaci měla separace kojenců od matek? Neodva-
PACHOVÝ PODPIS Podle Havelocka Ellise, britského psychologa z počátku století, který v rozporu s dobovými tvrzeními rozpoznal důležitost pachu v lidské komunikaci, se individuální pachový podpis skládá z těchto složek: pach 1) kůže obecně, 2) vlasů, 3) dechu, 4) podpaží, 5) nohou, 6) perinea, 7) smegmatický, vaginální a menstruační. Hlavní součástí vaginálního sekretu jsou alifatické kyseliny, známé jako kopuliny. Na jejich význam ukazuje například starý zvyk francouzských prostitutek parfémovat oblast okolo ucha svým vaginálním sekretem. P. Süskind popisuje hlavního hrdinu ve svém románu Parfém, jinak základní literatuře pro zájemce o čich, jako zrůdu právě proto, že nemá žádný pach. „Je to jako nemít vlastní stín,“ tvrdí autor románu.
http://vesmir.cts.cuni.cz l VESMÍR 80, listopad 2001
633
POHLAVNÍ ROZDÍLY V DŮLEŽITOSTI JEDNOTLIVÝCH SMYSLŮ Výsledky našeho výzkumu založeného na odpovědích více než 380 osmnáctiletých studentů ukazují, že ženy považují za nejdůležitější faktor při výběru partnera vůni těla, kdežto pro muže je nejdůležitější vzhled partnerky. Shoda našich výsledků s obdobným výzkumem v USA poukazuje na širší platnost. České a americké ženy se ale liší v hodnocení partnerovy přirozené vůně v kontextu sexuální aktivity. Pro české ženy je partnerova přirozená vůně hned po dotycích druhým nejvíce vzrušujícím vjemem, pro americké ženy je nejméně vzrušující – spíše dávají přednost parfémům. Rozdíly v důležitosti jednotlivých smyslů se netýkají pouze sexuální oblasti. Také při vzpomínce na určitou krajinu, při výběru květin či domácího zvířete mají pro ženy větší význam čichové podněty, pro muže podněty zrakové.
žuji se tvrdit, že šlo o vědomý akt komunistického systému, nicméně byl to jeden z nejlepších způsobů jak vychovat dobře ovladatelnou a vykořeněnou masu. Podle pachu poznáte je Už několik dní po porodu rozezná matka po čichu své dítě od cizího a později bývají oba rodiče schopni rozlišit čichem své potomky mezi sebou a děti zas čichem rozliší své sourozence od cizích dětí. Jak s rodiči sdílíme větší či menší podobu vizuální, tak částečně sdílíme i pachový podpis. Cizí pokusné osoby byly schopny přiřazovat matky k potomkům, ale nebyly schopny přiřadit k sobě manželský pár (čímž byla vyloučena možnost, že lze přiřadit rodinné příslušníky na základě „pachu domácnosti“). Individuální rozpoznávání je možné podle pachu rukou, dechu a podpaží. Tři čtvrtiny testovaných dospělých rozpoznaly svůj vlastní pach při výběru ze tří triček a třetina testovaných dokonce při výběru z deseti triček. Z elektroencefalogramu vyplynulo, že vlastní pach je v mozku zpracován rychleji, přestože subjektivně není rozpoznáván. Tvrdí se, že člověku je jeho vlastní pach příjemný. V naší studii to však potvrdila pouze čtvrtina respondentů, častěji uváděly svůj pach jako příjemný ženy. Zajímavá je též otázka rozlišování pohlaví podle pachu. Dospělé lze rozlišit celkem dobře (záleží na metodice), při testování triček devítiletých dětí však tomu tak nebylo. Rozporný výsledek může být způsoben tím, že rozhodování je založeno spíše na vnímané intenzitě a příjemnosti. Tomu by odpovídaly výsledky jedné práce, v níž byly použity vzorky od dětí, pohlavně dospělých lidí i starců. Hodnocení probíhalo podle stereotypního pravidla, že čím silnější a nepříjemnější pach, tím spíše byl přisuzován muži. Chlapci byli zaměňováni za dívky a staré ženy za muže. Ženy sobě Přibližně před třiceti lety zjistila Martha McClintocková, že ženy žijící pospolu mají tendenci synchronizovat své menstruační cykly. V řadě dalších prací se zjistilo, že se to týká nejen děvčat na ubytovně, ale i matek s dcerami, spolupracovnic, lesbických párů apod. Od té doby se tímto jevem argumentovalo v diskusích, zda existují feromony u člověka. Až před dvěma roky McClintocková potvrdila domnělý vliv feromonů experimentem. Tampony, které nosily ženy ve folikulární fázi cyklu v podpaží, způsobovaly u příjemkyň zkrácení menstruačního cyklu, zatímco tampony od žen v luteální fázi cyklus prodlužovaly (prodloužila se jeho folikulární část).
634
VESMÍR 80, listopad 2001 l http://vesmir.cts.cuni.cz
Biologický význam tohoto systému však zůstává nezodpovězenou otázkou. Kančí feromony a pánské toalety Nejatraktivnější oblastí lidské chemické komunikace, přitahující zájem nejen badatelů, ale též bulvárních médií a výrobců voňavek, je samozřejmě sexuální chování. Co se děje za zdmi laboratoří vytvářejících parfémy, můžeme pouze tušit z reklamních letáků. S neúprosnou pravidelností dostávám do e-mailové schránky dopisy typu „change your romantic love life“, stalo se již zvykem publikovat „účinky látky X chráněné obchodní značkou“ apod. Ústřední roli v tomto oboru hrají steroidy ze skupiny androstenů, především androstenol a androstenon. Ty byly původně identifikovány jako sexuální atraktanty u prasat. Prasnice na tyto látky, které jsou produkovány v kančích slinách, reaguje nastavením do kopulační pozice. Androsteny byly posléze zjištěny i u člověka, a to v moči, krvi, slinách, a především v podpaží, kde však pravděpodobně vznikají z nejrůznějších prekurzorů až působením bakterií. Produkce androstenů výrazně stoupá v pubertě a klesá ve stáří, u žen především po klimakteriu. Koncentrace androstenů je několikanásobně vyšší u mužů než u žen. Pokusy, které měly zjistit, zda jsou androsteny sexuálními atraktanty, poskytují rozporuplné výsledky. Metodika experimentů se lišila jak při aplikaci látky, tak v hodnocení jejího účinku. Jednou šlo o nošení masek impregnovaných androstenolem a hodnocení fotografií, podruhé o nošení náhrdelníku s androstenolem a zjišťování počtu sociálních interakcí. V dalším experimentu pokusné osoby hodnotily atraktivitu společníka používajícího androstenolový parfém. Stejně jako se lišila metodika pokusů, byly rozdílné i výsledky. Impregnované fotografie mužů hodnotily ženy jako atraktivnější a nošení náhrdelníku mělo za následek zvýšení počtu sociálních interakcí. V dalších experimentech buď nebyl zjištěn žádný efekt, nebo se ženy hodnotily jako méně sexuálně přitažlivé a muži jako pasivnější. Podobně rozporné bylo i hodnocení těchto látek v rámci populace. Některé ženy považují pach androstenů za močový či pižmový, jiné ho hodnotí jako sladký nebo květinový. V období ovulace hodnotí ženy pozitivněji než jindy androstenon, ne však jiné látky, které nejsou součástí přirozeného lidského pachu. Překvapivé je též vysoké množství anosmií (neschopností vnímat určitou látku) k androstenolu. Jde asi o 30 % osob, nicméně látka může působit i na nižší než vědomé úrovni a efekt androstenolu u anosmiků dosud nebyl testován. Navíc anosmie není žádnou neměnnou vlastností, je možná senzitivizace. Kromě již zmíněného mohou mít androsteny i další úlohu. Když experimentátoři impregnovali androstenolem dvířka toalet a sedačky v čekárně, muži se těmto toaletám i sedačkám začali vyhýbat. Ženy se toaletám nevyhýbaly a impregnovaným sedačkám v čekárně dokonce dávaly přednost. Vypadá to tedy, že androsteny odpuzují mužské „vetřelce“ z osobního prostoru jiného muže, popř. poukazují na dominanci toho, kdo si prostor označil. Některé práce klasických etologů ukazují, že muži mají větší individuální prostorové nároky než ženy. Rozporuplnost některých experimentů nás nepřekvapí, jestliže si uvědomíme, že hledáme účinek látky vypreparované z daleko širšího spektra pachu v podpaží. Rozdíly mohou být způsobeny také koncentrací dané látky. Nepříjemnost vyšších koncentrací může souviset třeba s agresivitou daného jedince nebo s jeho hy-
gienickým statutem. Efekt látky může též být spojován s kontextem prostředí. To, že nám něco připadá nevzrušivé v prostředí laboratoře, ještě neznamená, že tento efekt nefunguje ve chvíli intimního kontaktu. Já patřím k tobě a ty zas ke mně U některých živočichů jsou důležitým faktorem při výběru partnera proteiny hlavního histokompatibilního komplexu (MHC). Hrají hlavní roli v imunitním systému při rozpoznávání vlastního a cizího. Samice myší jsou schopny rozpoznat pach samců lišících se pouze v antigenech MHC, a navíc dávají přednost páření se samci s rozdílným haplotypem MHC, než je jejich vlastní. Výsledkem takového páření je MHC-heterozygotnost potomků, která může být výhodná jednak pro snížení celkového stupně příbuzenského křížení, jednak pro odolnost většímu spektru parazitů. V neposlední řadě se tímto způsobem vytváří pohyblivý terč (parazit je selektován k nejrozšířenějším haplotypům a takto se vytvářejí nové kombinace alel). Skupina badatelů ze Švýcarska provedla experiment zaměřený na volbu MHC u člověka a zjistila, že ženy dávaly přednost tričkům mužů s jiným haplotypem MHC (u člověka nazývaným HLA), než je jejich vlastní (viz Vesmír 80, 376, 2001/7). Pro význam tohoto faktoru pro člověka existují také nepřímé důkazy, např. zhoršená plodnost párů sdílejících podobný haplotyp v komunitách hutteritů (viz Vesmír 78, 670, 1999/12). Není však známo, jakým způsobem MHC-antigeny ovlivňují pach. Ty jsi má, levandulová Pro člověka je typická snaha zasahovat nejen do přirozeného běhu světa kolem sebe, ale i vytvářet změ-
Lidské feromony
ny na vlastním těle (tetování, depilace, účesy). V souvislosti s chemickou komunikací nelze pominout ani vytváření umělé pachové identity. Některé éry, například ludvíkovská Francie, byly parfémováním přímo posedlé. V rozporu s malým významem, jenž bývá čichu přisuzován, jsou výdělky výrobců voňavek obrovské (5,1 miliardy amerických dolarů ročně). Že by lidé utráceli tolik peněz za něco tak nepodstatného? Bylo by zajímavé zjistit, jestli se v preferenci určitých vůní odráží psychická struktura osobnosti, byť důležitou roli hraje dobový vkus. Srovnejme jenom vůně sovětských soudružek s dnešními asertivními parfémy mladých podnikatelů či s exotickými parfémy jejich sekretářek. Druhou věcí je již zmiňovaná posedlost čistotou a netolerance k osobním pachům v naší společnosti, ne však v jiných kulturách. Dobře to vyjadřuje výraz E. Halla, který říká, že Arabové se rádi koupou v dechu toho, s kým mluví. Se změnou politického systému se u nás změnilo i používání parfémů. Náš průzkum mezi mladými lidmi ukazuje, že mezi osobami ve věku okolo 24 let používá parfém či deodorant 75 % dotázaných žen a 25 % mužů, zatímco mezi osmnáctiletými je to 97 % žen 78 % mužů. Po deseti letech reklamní masáže, která je v některých případech skutečně velmi agresivní (Každý pátý cestující jede načerno a každý druhý nepoužil deodorant) se ani nelze divit. Jak mi udiveně řekl můj norský kamarád: „Vyjít na ulici bez deodorantu je podobným prohřeškem jako objevit se na stejném místě nahý.“ Bylo by zajímavé zjistit, jaké má tento trend důsledky. Nakonec stejně vyjde najevo, jak kdo voní, ale pokud je to již ve chvíli, kdy s ním sdílíme manželské lože... o
JAN ŽĎÁREK
Příběh profesora Berlinera Začátkem 70. let 20. století se lidské feromony dostaly rychle do povědomí nejprve odborné, a posléze i laické veřejnosti (viz Vesmír 76, 203, 1997/4). Termín, který předtím znalo jen pár zasvěcenců a který byl spojován především s pohlavními atraktanty motýlů, se dnes objevuje v nejrůznějších novinách a časopisech po celém světě. V důsledku mohutné reklamní kampaně různých voňavkářských firem se slovo feromon stalo synonymem instantního atraktantu pro druhé pohlaví, když ne přímo šípu z luku Kupidova. V roce 1992 jedna australská studie dokonce zjistila, že platební morálka dlužníků, jimž byly zaslány faktury napuštěné lidským feromonem, byla oproti nenavoněným kontrolám asi o pětinu vyšší. Produkt se stal rázem předmětem zájmu nejrůznějších výběrčích dluhů. I když si většina reklamních sloganů na feromony nic nezadá s věrohodností populárních horoskopů, přece jen se množí i seriózní články o nových překvapivých objevech v chemické komunikaci mezi lidmi, takže ani kritičtější část veřejnosti neztrácí o tato témata zájem. Jedním z prvních badatelů, který se zasloužil o výzkum feromonů u člověka, ale i o jeho zprofanování, byl David Berliner. Od 50. let působil jako profesor anatomie na Lékařské fakultě v Salt Lake City v Utahu. Věnoval se studiu vlastností látek z lidské kůže (viz Vesmír 76, 206, 1997/4). Vzorky odumřelé kůže získával z vnitřního povrchu sádrových obvazů sňatých pacientům se zlomenými končetinami.
Při svém výzkumu si Berliner všiml, že některé kožní extrakty mají podivné vlastnosti. Když jednou nechal v laboratoři baňku s extraktem otevřenou, pozoroval příjemné uvolnění a zvýšenou sebejistotu. Podobně se změnili i jeho spolupracovníci – byli k sobě přátelštější, v kolektivu převládl duch spolupráce. Když Berliner baňku odnesl, přátelské chování kolegů se vytratilo. Účinky extraktu Berlinera zaujaly, ale v dalším jejich výzkumu mu zabránily jiné povinnosti. Lahvičku s extraktem zazátkoval a uložil do mrazáku. Čemu všemu se potom věnoval, není známo. Jisté je, že opustil akademickou půdu a za nějaký čas jezdil v červeném Rolls-Roysu. Jisté není, kdy lahvičku se zázračným extraktem odzátkoval, aby pokračoval ve výzkumu. O pár let později však měl vlastní laboratoř a byl spoluvlastníkem dvou prosperujících firem, Erox Corporation se sídlem v New Yorku a Pherin Pharmaceuticals Inc. v Kalifornii. Že mohou extrakty z kůže obsahovat lidské feromony, předpokládal Berliner již na začátku. Věděl, že kdyby se mu podařilo objasnit složení látky, která přináší dobrou náladu a spokojenost se sebou samým, znamenalo by to fenomenální úspěch s nedozírnými následky pro medicínu i kosmetický průmysl a stejně Doc. RNDr. Jan Žďárek, DrSc., (*1938) vystudoval Přírodovědeckou fakultu UK v Praze. V laboratoři chemické ekologie Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR se zabývá chemií vztahů mezi živými objekty v přírodě. http://vesmir.cts.cuni.cz l VESMÍR 80, listopad 2001
635
nedozírnými komerčními zisky. Proto do projektu zapojil další výzkumníky, kteří měli za úkol prostudovat biologické účinky extraktů a zevrubně poznat jejich působení na vomeronazální orgán u člověka. Po získání prvních pozitivních výsledků zatoužil účinky látek zveřejnit, neprozradil však jejich chemické složení. Rozhodl se, že identita látek zůstane přísně střeženým tajemstvím, dokud své objevy nepatentuje. Berliner hledal vědecké fórum, na němž by se svými výsledky pochlubil. V roce 1991 se v Paříži konalo mezinárodní sympozium o savčích feromonech a firma Erox se stala jeho hlavním sponzorem. Sešli se zde zástupci snad všech badatelských týmů, které se věnovaly lidským feromonům. Berlinerovi spolupracovníci představili účinky aktivních složek extraktu z lidské kůže na vomeronazální orgán člověka, ale jejich chemické složení neprozradili; preparáty označovali jen kódy. Vystoupení Berlinerova týmu na sympoziu splnilo svůj účel. Zázračné látky z kůže se dostaly do obecného povědomí a r. 1993 dal Erox na trh dva parfémy (jeden pro muže, druhý pro ženy), které obsahovaly dva různé feromony. Proti všeobecnému očekávání Erox feromony nepředstavil jako sexuální atraktanty či afrodiziaka (to se objevilo až v reklamních sloganech četných pozdějších následovníků, když se boj o zákazníka feromonových voňavek vystupňoval), ale slíbil, že se navoněná osoba bude cítit lépe a sebejistěji. I to může konečně zvýšit naději na úspěch u druhého pohlaví. Dámský parfém obsahoval výtažek z ženské kůže a působil jen na muže, pánský parfém rovněž nesl odpovídající feromon. Jejich skutečné chemické složení odhalily teprve r. 1994 dva americké patenty, jejichž autorem nebyl nikdo jiný než Berliner. Vědci, kteří do nich dychtivě nahlédli, však těžko potlačovali zklamání. Dalo by se vyjádřit povzdechem „nic nového pod sluncem“. Šlo o steroidní látky typu androstenů (pocházely od mužů a působily na ženy) a ženských estrenů (působících především na muže). Dva z androstenů, 16-androstenol a 16-androstenon, byly už dlouho předtím známé jako kančí feromon podněcující u prasnic pohlavní pud a usnadňující páření. Zootechnici si je dnes mohou dokonce opatřit ve formě sprejů. Berlinerovi však na mínění pochybovačných kolegů zas tolik nezáleželo – účelu bylo dosaženo. Jeho parfémům se dostalo v médiích náležité publicity. Celý jeho příběh o objevu lidských feromonů uveřejnil The Wall Street Journal a nejpopulárnější americký módní magazín Vogue. Interview s jejich „objevitelem“ se dostalo i do seriózního celonárodního zpravodajského pořadu the MacNeil-Lehrer News Hour, který je jakousi obdobou naší „jednadvacítky“, tedy deníku veřejnoprávní televize sledovaného americkými intelektuály. Předloni vyšla ve Spojených státech kniha Vůně lásky z pera novinářky Michelle Kodisové. Ruku jí vedl sám profesor Berliner. Může být tedy o nezaujatosti takového vyznání nějakých pochyb? A přesto, objev feromonové komunikace u člověka může mít dalekosáhlé praktické důsledky, a to nejen v kosmetice, ale především v medicíně. o Mgr. Jan Šobotník (*1974) vystudoval Přírodovědeckou fakultu UK v Praze. V postgraduálním studiu na téže fakultě a v Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR se zabývá chemickou komunikací sociálního hmyzu. Ing. Aleš Svatoš, CSc., (*1955) vystudoval Chemicko-technologickou fakultu VŠCHT v Praze. V Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR se zabývá chemií semiochemikálií a studiem jejich biosyntézy.
636
VESMÍR 80, listopad 2001 l http://vesmir.cts.cuni.cz
Kutikulární uhlovodíky Od impregnace k chemické komunikaci JAN ŠOBOTNÍK ALEŠ SVATOŠ
Organizmy jsou od okolního prostředí odděleny pokožkou a její hraniční části bývají většinou impregnovány vrstvou vosků. Ta chrání organizmus před vysycháním, popřípadě před mechanickým poškozením. Když se tato vrstva poruší, unikají z organizmu tekutiny a do tkání mohou vniknout toxické látky, mikroorganizmy či viry. K ochraně proti škůdcům skladových zásob se dříve používal velice jemný brusný prach, o který si larvy odřely ochrannou voskovou vrstvu a časem uhynuly. Parafiny a jejich deriváty chrání pokožku mnoha organizmů. Pro tak důležitou životní funkci nalezla příroda vhodné látky, které vyhledává i člověk – rostlinné vosky získané z karnaubové palmy Copernicia cerifera pěstované v Brazílii se pro své impregnační vlastnosti uplatňují v kosmetických přípravcích či v leštidlech na podlahy, nábytek apod. V poslední době se začalo chromatografickými metodami zkoumat složení uhlovodíků obsažených ve voscích. Od poloviny 80. let 20. století se zlepšilo vybavení laboratoří, na více pracovištích je dostupná plynová chromatografie na kapilárních kolonách a plynový chromatograf lze spojit s hmotnostním detektorem. Díky tomu je možno sledovat i velmi nepatrné změny ve složení směsí izolovaných z jedinců, či dokonce z jejich částí. Uhlovodíkové složky vosků jsou nejjednodušší, a proto byly prozkoumány nejlépe. O jejich funkcích již máme dobrou představu. Tvoří jednu z vrstev epikutikuly, tedy svrchní části tělního pokryvu členovců. Bylo velkým překvapením, když v sedmdesátých letech D. A. Carlson objevil, že dimetyl a trimetylheptatriakontany (37 uhlíků v přímém řetězci) jsou kontaktní sexuální feromony bodalek tse-tse (Glossina spp.). Tyto výsledky způsobily, že se pak kutikulární uhlovodíky a jejich funkce zkoumaly hlavně v souvislosti s chemickou komunikací hmyzu. Kutikulární uhlovodíky především chrání před vysycháním, tuto roli však stejně dobře plní řada jiných látek bez ohledu na délku řetězce (obvykle 20 až 40 uhlíkových atomů) nebo na pozice větvení řetězce a polohu případných dvojných vazeb. Kutikulární uhlovodíky jsou otevřené evoluci především proto, že žádná změna v jejich složení nezmění jejich primární roli. Dnes – po téměř třiceti letech zkoumání – víme, že navíc jsou tyto uhlovodíky podstatné pro sexuální chování, rozpoznávání druhů, členů kolonie, příbuzenských vztahů či sociální pozice jedince. Předpokládá se, že kutikulární uhlovodíky jsou konečné produkty geneticky kontrolované syntézy. Vět-
O TERMITECH V ANGLII Před časem proběhla našimi novinami zpráva o výskytu termitů v Anglii. Na četné dotazy jsem odpovídal kriticky, s odkazem na lochneskou příšeru a podobné „přírodní úkazy“, které se občas v denním tisku objevují, pokud je nouze o jiné kuriozity. Zpráva ČTK, která vyšla asi před dvěma roky a kterou převzaly některé deníky, uváděla, že několik termitů se do Anglie dostalo před patnácti lety s tropickou rostlinou přivezenou z Kanárských ostrovů. Termiti se údajně prokousali ze zimní zahrady k rekreačnímu domu, který ničí od podlahy až po střechu. V důsledku toho je dnes nemovitost, původně zřejmě přepychová, téměř neprodejná. Novinové články pokračovaly katastrofickou vizí o šíření termitů v Anglii (což je velmi nepravděpodobné) a údaji o tom, že v USA termiti působí větší škody než požáry a povodně dohromady (to se může blížit realitě). Podrobnosti o nálezu termitů v Anglii jsem získal od J. H. J. Verkerka a A. F. Braveryho z Centra pro technologii dřeva (přesně Building Research Establishment, Centre for Timber Technology & Construction – BRE-CTTC). Uvádějí, že v květnu 1998 bylo zjištěno v Sauntonu v hrabství Severní Devon již dobře prosperující osídlení „zemních“ termitů Reticulitermes lucifugus grassei (Rhinotermitidae). Termiti se zde vyskytují v přímořské venkovské krajině na ploše něco přes 2400 m2 a napadli především dvě stavení se zabudovaným konstrukčním dřevem. Zdá se, že sem byli zavlečeni již před více než třiceti lety. V červenci 1998 byl přijat program eradikace termitů. Experti navrhli použít techniku nástrah. První pokusy nalákat termity do monitorovacích pastí byly úspěšné, ale nedařilo se přimět je k požírání nástrah s insekticidem. V doplňujících laboratorních pokusech se ukázalo, že termiti reagují odmítavě na použitý hexaflumuron (inhibitor biosyntézy chitinu, insekticid z kategorie regulátorů vývoje hmyzu). V zimě 1998– 1999 byly připraveny nové nástrahy,
lonií. Nebyl zjištěn žádný rozdíl mezi působením faktorů zděděných po matce a po otci. Jednotlivé kolonie téhož druhu lze odlišit podle rozdílů v kvantitativním složení směsi uhlovodíků a jednotlivé kasty jedné kolonie se rovněž liší pouze kvantitativně. Tyto rozdíly jsou však dostatečné pro efektivní rozlišování jednotlivých kast, jak bylo prokázáno matematickými simulacemi rozpoznávacích procesů. Chromatografické profily kutikulárních uhlovodíků lze využít k taxonomickému rozlišení. Chemická analýza profilů kutikulárních uhlovodíků je velmi snadná, navíc pro taxonomické účely mohou být použity i bez detailních znalostí o identitě jejich chemických složek. Posloužila již k určení morfologicky těžko rozlišitelných infekčních a neinfekčních druhů bodalky tse-tse nebo nebezpečné africké včely (Apis mellifera capensis) od naší včely medonosné (A. m. mellifera). V řadě případů může znalost složení kutikulárních uhlovodíků plně nahradit DNA otisky prstů (viz Vesmír 68, 700, 1989/12), navíc náklady na analýzu uhlovodíků jsou minimální. Další výhodou je, že profily kutikulárních uhlovodíků lze získat z oplachů jednotlivých muzeálních jedinců vhodným rozpouštědlem (např. hexanem) bez poškození jejich morfologické struktury. V tomto případě mohou být i unikátní a nenahraditelní jedinci použiti pro taxonomickou analýzu. o LITERATURA Adams E. S.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88, 2031–2034, 1991 Carlson D. A., Langley P. A., Huyton P.: Science 201, 750–753 1978 Haverty M. I. a kol.: U. S. Forest Service General Technical Report PSW 129, 58–66, 1992 v nichž bylo dřevo (návnada) ošetřeno houbovým „maskovacím“ přípravkem, aby se snížila odpudivost použitého insekticidu. Nové nástrahy byly položeny v dubnu 1999, od července bylo zaznamenáváno zřetelné snižování aktivity termitů a v říjnu 1999 se termiti objevovali již jen ojediněle. Nebezpečí šíření termitů ve Velké Británii zřejmě nehrozí. Neznám sice lokalitu, na níž se termiti v Anglii vyskytli, ale asi nebude pro termity stejně příznivá, jako jsou místa, odkud Reticulitermes pochází. Pro posuzování rizika šíření nově zavlečených škůdců je první podmínkou jejich správné druhové určení. Klasifikace evropských příslušníků rodu Reticulitermes, morfologicky stěží rozlišitelných, je založena na analýzách enzymových markerů [1]. Původním ohniskem rozšíření poddruhu Reticulitermes lucifugus grassei je jihozápad Francie. V departmentu Charente-Maritime se vyskytuje i Reticulitermes santonensis, který se podle normy EU standardně používá pro testování impregnačních látek na ochranu dřeva proti hmyzu. Oba taxony lze rozlišit také pomocí analýzy kutikulárních uhlovodíků (viz článek J. Šobotníka a A. Svatoše). Zcela nedávno byl podrobněji zmapován výskyt obou zmiňovaných druhů a shromážděny další argumenty podporující hypotézu, že R. santonensis není ve Francii původní, ale že jde o populace severoamerického druhu R. flavipes [3], který byl zavlečen do Evropy. Dovoluji si připojit toto poučení: I podezřelé novinové zprávy mohou být někdy pravdivé – alespoň z části. Ivan Hrdý LITERATURA [1] J.-L. Clément: Experientia 40, 283– 285, 1984 [2] A.-G. Begneres a kol.: J. Chem. Ecol. 17, 2397–2420, 1991 [3] F. Vieau: Insectes Sociaux 48, 57– 62, 2001 Veliké termitiště afrického „všekaza bojovného“ Macrotermes bellicosus ve viváriu zoologické zahrady v Bernu (a prof. R. Leuthold). Snímek © Ivan Hrdý
http://vesmir.cts.cuni.cz l VESMÍR 80, listopad 2001
637
GRANTOVÁ AGENTURA ČR PŘEDSTAVUJE
šinu uhlovodíků hmyz syntetizuje z látek primárního metabolizmu buněk, říkáme, že vznikají de novo, celkové složení směsi kutikulárních uhlovodíků je však v některých případech ovlivněno vnějšími vlivy, např. potravou. Kvalitativní složení kutikulárních uhlovodíků je druhově specifické. V literatuře existuje velmi málo zpráv o existenci dvou různých druhů hmyzu, které mají identickou směs uhlovodíků. Výjimkou jsou výhradně sociální paraziti (myrmekofilové nebo termitofilové), kteří jsou schopni začlenit se do kolonie, aniž by byli napadeni. Hostitelské druhy parazity tolerují právě proto, že mají shodné složení kutikulárních uhlovodíků. Paraziti mohou uhlovodíky hostitelského druhu buď sami syntetizovat, nebo je získat při sociálních interakcích s hostitelem. Kutikulárními uhlovodíky jiného druhu se podařilo opakovaně vyvolat agresivní chování termitů, čímž byl prokázán vliv těchto látek na druhové rozpoznávání. Možnost přenosu kutikulárních uhlovodíků mezi různými druhy termitů byla prokázána během experimentu, kdy byly dva druhy termitů drženy pospolu v uměle smíchaných koloniích. Změny v jejich chemických signálech byly pozorovány již po dvou hodinách soužití: každý druh získal všechny uhlovodíky specifické pro druhý druh – po 24 hodinách byly vlastní i získané uhlovodíky zastoupeny srovnatelně. Experiment s pohlavním rozmnožováním termita Microcerotermes arboreus ukázal, že „vůně kolonie“ má silnou genetickou složku. Dělníci byli totiž méně agresivní k mimohnízdním příbuzným než k zcela nepříbuzným, a dokonce rozlišovali stupeň příbuznosti mezi dělníky z jiných ko-
