Ptačí peří fascinuje vědce i konstruktéry odedávna jako dokonalý výrobek přírody. Jak ale dnes vypadají nejnovější výsledky jeho zkoumání? V tomto ohledu se máme stále od ptáků co učit.
Ptáci se objevili na téhle planetě už v druhohorách, někdy před zhruba 200 miliony let, a postupně vytvořili řadu skupin, nejčastěji velikosti dnešních pěvců. K ovládnutí vzdušného prostoru jim pomohla schopnost létat, pro níž ale byly nezbytné určité tělesné „úpravy“. Z nich asi nejdůležitější bylo peří.
Co je to pero?
Výsledky výzkumu ukázaly, že pero je vlastně homologickou strukturou (z jednoho společného základu) plazí šupiny, evolučně na konci roztřepené. Samotné „hotové“ pero je mrtvá struktura. V době jeho růstu je ale do něj přiváděna krev, což poznáme tehdy, pokud bychom například ptákovi zastřihovali křídla v době, kdy ještě céva a tepna v peří nejsou uzavřeny a růst není dokončen. Ustřižená brka pak krvácejí.
Vlastní ptačí peří je dvojího druhu, obrysové a prachové, přičemž obrysové tvoří svrchní pokrývku těla ptáka a bývá daleko tužší než peří prachové.
Prachové peří je jemné jako vata a jeho hlavní funkcí je, aby pták neprochladl, tedy jakási tepelná izolace. U ptáků, kteří žijí v drsných klimatických podmínkách, je pochopitelně hustší. Jako příklad můžeme uvést kajky (Somateria) či tučňáky (Sphaenisciformes), u kterých zcela chybí takzvané nažiny, úseky povrchu těla ptáků, kde neroste krycí peří, ale pouze peří prachové. Do nich zapadne vejce a je tak v co nejtěsnějším kontaktu s tělesným teplem.
Každý létat nemůže
Obrysové peří najdeme u evolučně pokročilých ptáků pouze na křídlech a ocase. Základem každého takového brku je takzvaný osten, což je část, kterou je pero ukotveno v kůži. Na něm je praporu, který tvoří druhově charakteristickou barevnou kresbu ptáka. Může mít ještě paosten, což je drobný a menší prapůrek.
U primitivních kazuárů z Nové Guineje a emu tento paosten vytvořil druhý prapor vedle hlavního. Vypadá to pak, jako by z jednoho ostnu vycházely prapory dva. Je to unikátní znak, typický pouze pro tuto skupinu ptáků, který dodává peří vzhled srsti.
Prapor se skládá ze soustavy drobných větviček s háčky, které do sebe u většiny ptáků zapadají. Obecně se dá říct, že háčky lépe zapadají u ptáků, kteří hodně létají. Jako nejkontrastnější příklad se dá uvést srovnání pštrosa dvouprstého (Struthio camelus) a pelikánů. Pelikáni jsou aktivní letci a potřebují tedy peří velmi kompaktní, křídlo musí hrát ve vzduchu roli pádla. Když se pokusíme roztřepit pelikání letku na jednotlivé větvičky, půjde to nesnadno, protože pera jsou velmi tuhá a dobře do sebe zapadají.
Oproti tomu letka pštrosa vypadá trochu jako mop na prach. Je roztřepená a háčky jsou velmi jemné, takže i přes svoji délku přes 60 cm by při létání byla ptákovi úplně na nic. Jiný extrém tvoří tučňáci, jejichž peří nabylo pro pohyb ve vodě podoby srsti.
S vodou si poradí
U vodních ptáků musí peří tvořit zcela kompaktní obal, aby ve studené vodě neprochladli. Proto také mají silně vyvinutou mazovou žlázu, zajišťující, že peří nepropouští vodu. Z toho důvodu tráví tito ptáci spoustu času přerovnáváním pírek, ve snaze pokrýt každé místečko. Pokud například na břiše kachny vystřihneme část peří, bude mít snahu z vody utíkat, protože jí voda proniká přímo na tělo a studí.
Existují ale i výjimky, například kormoráni a jejich blízcí příbuzní, tropické anhingy (Anhingidae). Ti ve vodě nechávají peří nabobtnat, aby se snáze potopili. Potom ale musí dlouho roztahovat křídla a čekat, až jim peří uschne.
Maskovat se musí i noční ptáci
Častým předmětem výzkumu je v poslední době barva peří a její vliv na život ptáků. Zbarvení peří je dáno pigmentem či strukturou jednoduché bílkoviny, keratinu. Ptáci mají tři druhy pigmentů, melaniny, karotenoidy a porfyriny, přičemž porfyriny obsahují ve své struktuře kovovou molekulu. Jedná-li se o měď, dodává to peru odstíny od hnědé po rezavou.
To hraje důležitou roli u ptáků, kteří se potřebují dobře maskovat před predátory. Například samice hrabavých či vrubozobých ptáků chrání vajíčka právě tím, že při sezení na hnízdě svým zbarvením splývají s okolním prostředím.
Maskovat se kupodivu musí i noční ptáci. Ti jsou totiž za bílého dne bezbranní.
Lelkové (Caprimulgiformes) kombinují roli ochranného zbarvení s postojem, napodobujícím kus dřeva, takže se dají v členitém prostředí snáze přehlédnout. Rovněž zbarvení sov, i když jsou to dravci, musí být nenápadné.
Unikátní pigment
Zvláštními druhy pigmentů porfyrinů se mohou pochlubit ptáci africké čeledi Musophagidae (banánovníci anebo turakové). Jejich peří může mít buď odstín od červené po fialovou nebo je zelené. Nutno dodat, že se jedná o jediné pravé zelené pigmenty v ptačí říši. Kromě těchto ptáků je vědci objevili ještě u křepelek korunkatých (Rollulus rouloul), kačera kajky královské (Somateria spectabilis) a mokřadních ostnáků (Jacanidae). Všechny ostatní ptačí skupiny, jejichž peří je zelené, získaly toto zbarvení kombinaci dvou různých barev (například modré a žluté).
Pigmenty melaniny se tvoří ve specializovaných buňkách škáry (prokrvená a inervovaná vazivová vrstva kůže pod pokožkou). Kromě sytě černých odstínů, jaké mají třeba krkavcovití ptáci anebo kosi, mohou tvořit také odstíny šedé. Tyto pigmenty se částečně podílejí i na termoregulaci, neboť černá barva přitahuje teplo.
Proč ptáci v zajetí blednou?
Karotenoidy jsou pigmenty přijímané v potravě, tvořící odstíny od žluté přes růžovou a oranžovou až po červenou. Výjimkou je v tomto případě narůžovělá barva peří pelikána bílého (Pelecanus onocrotalus), která je ovlivněna výměškem mazové žlázy. Intenzita karotenů je potom signálem o zdravotním stavu ptáka.
Podle výsledků výzkumu z posledních let hrají tyto pigmenty významnou roli i při rozmnožování ptáků. U plameňáků (Phoenicopteriformes) mohou mít dokonce tak velký význam, že jejich nedostatečný přísun v potravě může negativně ovlivnit reprodukční schopnosti ptáků.
Při špatné stravě s malým podílem karotenu ztráceli ptáci chovaní delší dobu v zajetí své zbarvení a po čase vybledli. Blednutí nedostatkem karotenu ale není jen výsadou ptáků, nedávno byla vyšlechtěna červená odrůda akvarijní ryby, skaláry amazonské (Pterophyllum scalare), která tímto deficitem trpí také.
Červení prominenti
Novým přínosem by se v tomto směru měla stát v současné době probíhající studie hýla rudého (Carpodacus erythrinus). Tento drobný zpěvný pták se u nás v posledních letech postupně šíří – největší populace na českém území je na horní Vltavě. Je to pohlavně dimorfní (samečci a samičky mají odlišné zbarvení) pěvec, přičemž samci v druhém roce života získávají rudě karmínovou barvu, zatímco samice zůstávají hnědozelené.
Některé poslední výzkumy dokazují, že samci, kteří mají vlivem karotenu intenzivnější červené zbarvení, mohou obsazovat lepší teritoria než ti ostatní. Tato hypotéza se na našem území v současné době ještě testuje.
V barvě duhy
Barva peří je ovlivněna i jeho strukturou. Jedná se především o hru světla v peří, které se různě láme po větvích praporů, aniž by na to potřebovalo pigment (výjimku tvoří některé melaniny).
Existují dva způsoby, jakými toto zbarvení vzniká. Jednak na principu duhy, kdy se na povrch pera dopadající paprsky světla odrážejí a jsou pak viditelné v podobě kovově lesklých barev. Takové známe například u pávů, kohoutů zdobného bažanta lesklého (Lophophorus impejanus) a u afrických špačků s výstižným českým jménem leskoptev.
Druhý typ zbarvení ovlivněného strukturou peří je zbarvení neduhové. Světlo dlouhých vlnových délek, které projde povrchem peří, je pohlceno. To zbylé je pak na povrchu rozptýleno, takže ho vidíme. Vznikají tak pouze azurově modré odstíny, jaké mají například někteří krkavcovití ptáci (sojky, krasky apod.). Výše zmíněná teorie je ale v současné době některými vědci zpochybňována a uvažuje se, že by toto zbarvení mohlo vznikat úplně jiným mechanizmem. Stejně tak se v posledních letech objevují studie, které potvrzují, že zbarvení dané strukturou peří může mít stejně významnou roli ve výběru pohlavního partnera, jakou mají karotenoidy.
Prachové peří
Poloprachové (semiplumae) roste na okraji pernic (úseky povrchu těla, v nichž roste obrysové peří). Nejdelší bývá ve svatebním šatu volavky bílé (Egretta alba), která ho při toku roztahuje do stran namísto ocasu.
Vlasové (filoplumae) a štětinky (setae) jsou pera hmatová. Nejtypičtější štětinky nacházíme u pštrosů, v podobě očních řas.
Prachový pudr (pulviplumae) plní funkci mazové žlázy u ptáků, kteří tuto žlázu nemají anebo ji mají zakrnělou. V krčku se ulamuje, rozprašuje se v peří a zabraňuje, aby se ostatní pera lepila dohromady.
Obrysové peří křídel
dělíme do tří skupin – letky, krovky a křidélka, která fungují jako klapky letadla. Letky jsou nejdelší a podle toho, kde rostou, rozlišujeme ruční, loketní a ramenní. Nejextravagantnější ruční letky si ve svatebním šatě pořizují lelkové rodu Macrodipteryx. Ptákům vyrůstá z každého křídla po jednom dlouhatánském perním ostnu, na jehož konci je krátký prapor. Toto peří je ale velmi nepraktické při létání, takže si ho lelkové po zásnubních tancích obvykle ulomí.
Loket je hlavní nosnou plochou křídla a od stylu létání daného druhu se odvíjí i jeho délka a s tím počet loketních letek. Těmi největšími vybavila evoluce samce bažanta arguse (Argusianus argus). Zatímco jeho ruční letky nepřesahují příliš standardní délku letek jiných hrabavých, loketní letky se protáhly na více než 90 cm, takže s nimi pták téměř nedokáže létat. Používá je při toku, kdy je roztahuje před samičkou při ritualizovaném tanci.
Obrysové peří ocasu
takzvaná rýdovací pera plní kromě sociální funkce i významnou roli při létání. Když pták přistává, roztáhne ocasní vějíř a s jeho pomoci pak kormidluje. Bažant, který létá většinou na krátké úseky, ocasní brka roztahuje i po dobu letu a skládá je až teprve po dosednutí.
Jedovaté peří
Skutečným unikátem a zároveň kuriozitou mezi ptáky jsou pištcové (rod Pitohui z čeledi Pachycephalidae) z Austrálie. Jsou jedinými ptáky na světě, v jejichž peří byla zjištěna přítomnost nervosvalového jedu batrachotoxinu. Ten nacházíme například u barevných smrtelně jedovatých žab z čeledi Dendrobatidae.
Poslední výzkumy ale ukazují, že jed nesyntetizují sami, nýbrž ho přijímají v potravě, kterou tvoří jedovatí bezobratlí.
Odkud přilétli ptáci?
Nedávno vědci objevili zajímavou metodu, díky níž lze z peří vystopovat migrační trasy drobných pěvců. Peří totiž obsahuje izotop vodíku (deuterium, „těžký vodík“), který je obsažen v dešťových mracích. Při dešti má tendenci spadnout na zem jako první. Jeho množství ve vzduchu klesá od rovníku směrem k pólům. Na ptáka se dostane skrze potřísněný hmyz a semena. Výsledky ukázaly, že množství deuteria ve vzorcích peří zatím vždy odpovídalo jeho množství na lokalitách, odkud ptáci přiletěli.
