Tajemný svit v temném světě

Mořské hlubiny jsou světem, kam nepronikne jediný sluneční paprsek. Přesto tu žijí nejrůznější živočichové, kteří nejsou slepí. Mají oči, i když se zdá, že v absolutní tmě není nic, na co by se dívali.

O jedinečnou podívanou se starají sami. Většina z nich svítí.Mořské hlubiny jsou světem, kam nepronikne jediný sluneční paprsek. Přesto tu žijí nejrůznější živočichové, kteří nejsou slepí. Mají oči, i když se zdá, že v absolutní tmě není nic, na co by se dívali. O jedinečnou podívanou se starají sami. Většina z nich svítí.

Devadesát procent hlubokomořských organismů svítí. Některé si vyrábějí světlo samy, jiné si pro tento účel sjednávají pomoc jiných organismů, například bakterií. Většina svítí modře nebo zeleně, protože světlo této vlnové délky se ve vodě šíří nejsnáze.

V mořích a oceánech ale najdeme i tvory, kteří svítí červeně nebo žlutě.

Zářivý svět hlubinŘeč světel je v temných hlubinách nejvýmluvnější. Nedá se přehlédnout. Hlubinní tvorové ji používají při každé vhodné příležitosti, při lovu i při námluvách. Výzkum tohoto úžasného způsobu komunikace je nesmírně obtížný.

Mnohé hlubinné tvory neumíme udržet v zajetí při životě. Cesta do jejich domoviny hluboko pod mořskou hladinu je náročná. Vědecké ponorky nebo automatické sondy jsou složitá zařízení a jejich pořízení i provoz jsou finančně náročné.

Ti šťastlivci, kterým se povedlo proniknout dostatečně hluboko na dostatečně dlouhou dobu, se musí vypořádat s dalšími problémy. Lidské oko v absolutní tmě nic nevidí a stejně tak jsou slepé i obyčejné kamery a fotoaparáty.

Zpočátku si vědci zkoušeli pod vodou posvítit. Fotoaparáty vybavili silnými blesky, světlo pro filmování kamerami zajistily baterie reflektorů. Záhy se ukázalo, že takový výzkum může podmořský svět těžce poškodit.

Vědci například zjistili, že fotografické blesky doslova sežehly světločivné buňky očí drobných krevet, které žijí ve tmě kolem vroucích hlubinných pramenů. Není divu, se světlem srovnatelné intenzity se hlubinné krevety po celé generace nestřetly.

Dnes pracuje většina kamer a přístrojů pro pozorování hlubinného podmořského života s červeným světlem, protože vědci předpokládali, že jej hlubinní tvorové nevidí. Červené světlo má dlouhou vlnovou délku a je pohlceno při průniku vodou jako první.

Nejhlouběji proniká krátkovlnné modré světlo. Proto se jeví hlubiny lidskému oku jako „tmavomodrý svět“. Člověk vidí ještě v hloubce 200 metrů. O tři sta metrů hlouběji už však lidské oko nezaznamená nic než černočernou tmu.

Hlubinní tvorové mají oči mnohem citlivější a mnozí z nich vidí i v půlkilometrové hloubce. Tisíc metrů pod mořskou hladinou už ale panuje absolutní tma. Sem nepronikne ze slunečního svitu vůbec nic.

Svítí jako živé majákySchopnost vydávat světlo je v hlubokomořských temnotách doslova otázkou života a smrti. Na rozdíl od členitých korálových útesů a dalších pobřežních ekosystémů nenabízí volné vody mořských hlubin prakticky žádný úkryt.

Jednou z hlavních úloh světla je proto ochrana před nepřáteli. Někteří tvorové se snaží dravce zaskočit světelnými záblesky a momentu překvapení využít k útěku. Některé druhy sépií vypudí v ohrožení proti útočníkovi oblak světélkující kapaliny.

Jejich příbuzné z prosvětlených vod používají pro stejný účel naopak temnou inkoustovitou kapalinu, v jejímž mračnu se pokoušejí zmizet dravcům. Někdy slouží světelný signál naopak k lákání dravců. Živočichové se snaží přilákat nepřátele svých nepřátel.

Příkladem je medúza, která vydává světelné záblesky, jež neodolatelně lákají velké, až dva metry dlouhé sépie. Ty nejeví o medúzu velký zájem. Mnohem více je zajímají ryby, které by si na medúze rády pochutnaly.

Boj není ztracen, ani když je světélkující živočich pozřen. Mnozí tvorové vydávají po spolknutí dravcem velmi intenzivní světlo. To proniká z útrob dravce ven a láká k němu ještě větší predátory. Spolknutá oběť tak bojuje o poslední šanci.

Pokud se jí podaří přilákat velkého predátora a ten se do dravce pustí, svítá naděje, že se oběť z mrtvoly uvolní a unikne na svobodu.

Pozor, svítím a jsem nebezpečný!Ve světě plném slunečního svitu varují někteří nebezpeční živočichové své okolí pestrými barvami. Například žluto-černé pruhovaní vosy představuje výstrahu před žihadlem, které vosa skrývá v zadečku.

Většina živočichů se nápadně pruhovanému hmyzu ráda vyhne. Stejně tak jsou obdařeny výstražným zbarvením i některé jedovaté žáby. V temnotě mořských hlubin nezbývá, než pro stejné účely použít světelnou výstrahu.

Vědci například objevili hlubokomořskou sasanku, která varuje ostrým světlem před svými chapadly, vybavenými vysoce účinnými jedovými žlázami. Nápadné zbarvení někdy využívají k maskování i zcela neškodní tvorové.

Například mouchám příbuzné pestřenky se podobají zbarvením vosám nebo včelám a vzbuzují dojem, že by se při útoku mohly bránit žihadlem. Žádné žihadlo však nemají. Podobný způsob „převleku“ byl pozorován i v temných hlubinách.

Někteří bezbranní živočichové svítí podobně jako smrtelně nebezpeční tvorové. Mnohé světelné signály jsou určeny příslušníkům vlastního druhu. V temnotách jsou nejspolehlivějším „seznamovacím inzerátem“. Například sépie se ve hře světel při námluvách přímo překonávají. Není však všechno zlato, co se třpytí, a i světelná pozvánka může být ve skutečnosti smrtelnou nástrahou. Mnohé hlubinné ryby svou lucerničkou napodobují signály svých potenciálních obětí a snaží se je tak přilákat na dosah čelistí vybavených ostrými zuby.

Proč máš tak velké oči?Jedny z nejdokonalejších očí mají živočichové žijící na mořském dně. Zřejmě to není náhoda. Růst velkého oka a jeho „provoz“ je náročný na energii. Tvorové obývající volné vody se nemají kde skrýt a musí šetřit silami na úprk před nepřáteli.

Na dně se nabízí úkrytů dost a dost. Není tu třeba tak často prchat. Značnou část takto ušetřené energie investují obyvatelé mořského dna do očí. Někteří si vyvinuli zrak, který badatele dokonale zaskočil.

Například jeden hlubinný krab, žijící v sedimentech dna Mexického zálivu, nevidí jen modré světlo jako ostatní hlubinní tvorové, ale vnímá i ultrafialové záření, jež je pro většinu živočichů neviditelné.

Vědci zatím nezjistili, k čemu je krabovi ultrafialové vidění dobré. Snad s jeho pomocí snáze nachází svou oblíbenou pochoutku – měkké hlubinné korály.

Ryby rády i zavrženou červenou Další zvláštností jsou hlubinné ryby, které vidí červené světlo. Vědci byli přesvědčení, že tvorové z mořských temnot tuto část viditelného světelného spektra nevyužívají, protože červené světlo proniká vodou nejhůř a ve větších hloubkách už je ze slunečního svitu dokonale odfiltrované.

V roce 1981 se ale podařilo objevit hlubinnou rybu ze skupiny mořských ďasů, která byla vybavena zvláštními svítivými orgány. Využívala je pro pátrání po kořisti. Tyto „pátrací reflektory“ svítily červeně. Vědci zjistili, že oko ďasa červenou barvu vidí. Odhalili tak velice důmyslný způsob lovu mořských ďasů, kteří si svítí na kořist světlem, jež jejich oběti nevidí. Oni sami se v červeném světle svých biologických reflektorů orientují dokonale.

Jeden druh mořského ďasa zamotal vědcům hlavu tím, že si sice svítil červeným světlem, ale jeho oko postrádalo pigment, kterým by sám mohl červené světlo vidět. Nakonec se záhada vysvětlila. Obvyklý oční pigment nahradil u tohoto ďasa zvláštní chlorofyl, vypůjčený od jedné fotosyntetizující bakterie.

Zatím není úplně jasné, jak k němu ryba přišla. Zato však není pochyb o tom, že toto barvivo spolehlivě funguje. Když vědci vpravili bakteriální chlorofyl do oka myší, zvýšili tím jejich schopnost vidět červené světlo.

Zrak uzpůsobený vnímání červeného světla nakonec nemusí být takovou vzácností, za jakou jej badatelé dlouho považovali. V poslední době se hromadí stále více důkazů o tom, že některé mořské ryby lovící kořist na světelné orgány podobné udicím se svítící návnadou využívají v „návnadě“ červené světlo. Jistě by neplýtvaly námahou, kdyby se na červenou barvu nikdo nechytil.

Sépie s lucerničkouHavajská drobná sépie, označovaná jako sepiola kropenatá (Euprymna scopoles), dorůstá délky asi tří centimetrů a váží asi 2,5 gramu. Přes titěrné rozměry jí odborníci věnují velkou pozornost.

Sepiola velmi intenzivně svítí. Světlo si nevyrábí sama. Hostí ve speciálním orgánu na spodní straně těla bakterii Vibrio fischeri. Ta je ve výrobě světla vyhlášeným přeborníkem. Je k tomu vybavena hned pěticí genů pro produkci světélkující molekuly.

Bakterie žije volně v moři a proniká do vyvíjejícího se orgánu mladých sepiol. Buňky světelného orgánu pečují o bakterie Vibrio fischeri a zároveň ničí všechny jejich bakteriální konkurenty. Vibrio fischeri se hostiteli za jeho péči odvděčí produkcí světla.

Jakmile se bakterie namnoží do potřebného počtu, začnou svítit. Zajímavé je, že ráno sepiola bakterie ze světelného orgánu vypudí a tím jej vypne. Orgán se rozsvítí opět až večer, když se bakterie namnoží na potřebné množství.

Sepiola se osvětlenou spodní stranou těla maskuje. Když pluje v noci volně mořem, byla by její silueta při pohledu ode dna dobře vidět proti měsícem ozářené hladině. Nějaký dravec by si na ní rád pochutnal.

Svítící sepiola splyne s osvětlenou hladinou. Umí seřídit intenzitu světla tak, aby nebyla nápadná, ani když se měsíc schová za mraky nebo když v průběhů různých fází svítí měsíc různou intenzitou.

Jak funguje bioluminiscenceTrik, který pomáhá živým organismům vydávat světlo, se během evoluce vyvinul nezávisle na sobě nejméně třicetkrát. Svítit umějí bakterie i ryby. Při bioluminiscenci je produkováno studené světlo.

Tepelná složka tvoří méně než pětinu celkové energie záření. Základem je chemická reakce, při které se barvivo luciferin slučuje s kyslíkem. Reakci katalyzuje enzym luciferáza a spotřebovává se na ni energie.

Svícení je práce. Někdy svítí organismy nepřímo. Slabé bioluminiscenční záření zachytí další molekuly, které pak samy vydávají fluorescenční světlo. Tímto způsobem svítí například některé medúzy, které jsou vybaveny zvláštní fluoreskující bílkovinou.

Živočichové využívají i biologických zrcadel. Některé části těla mají uzpůsobeny k odrážení světla a slouží jim například k vysílání světla určitým směrem. Jiné mohou působit jako clony a světlo tlumí nebo zcela zakrývají.

Svítící laboratorní výpůjčkyGenoví inženýři si vypůjčili od mořských organismů geny, podle kterých se vyrábějí svítící molekuly. Využívají tyto geny pro značení buněk. Pokud si buňka osvojí příslušný cizí gen, pak ji můžeme podle nápadného svitu najít v záplavě jiných buněk.

Vědci využívají pro tyto účely například světélkující molekuly od medúzy pohárovky druhu Aequorea victoria nebo od korálu renily fialové. Metodami genového inženýrství byly získány světélkující rostliny i živočichové.

Nový projekt: Oko v mořiMnoho vědců se snaží nahlédnout do temných hlubin a zjistit, jací tvorové tam žijí. Projekt „Oko v moři“ si klade za cíl s hlubinnými tvory navázat kontakt. Vědci využívají zařízení vybavené sestavou diodových světel, která lze rozsvěcet v různé sestavě a různém rytmu.

Výsledkem jsou různobarevné záblesky, kterými se vědci snaží napodobit světelnou komunikaci podmořských organismů. Pracují metodou pokusů a omylů, ale už si připsali na své konto první úspěchy. Tým americké bioložky Edith Widerové zachytil kamerami odpověď na určitý typ záblesků.

Zatím neznámý organismus „odpověděl“ na signál „Oka v moři“. Kromě identity živočicha není jasné ani to, co si vědci s neznámým tvorem světelnými záblesky „řekli“. Další výzkum na tomto poli slibuje vzrušující objevy.

Autor: Prof. Ing. Jaroslav Petr, DrSc., Výzkumný ústav živočišné výroby AV ČR
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce
reklama

Související články

Když si kráva odskočí: Vyměšováním...

Cesta od telete k mléku a steaku je velmi dlouhá a nákladná – a zatěžující...

Česká výprava do Afriky: Osmičlenný...

Čeští odborníci z českobudějovického biologického centra Akademie věd,...

Když tetřívci „pšoukají“

Akustická individualita může hrát v období páření u mnoha ptáků velkou roli....

Nalezen pravděpodobně jeden z...

25 milionů let stará fosilie objevená na vzdálené stanici skotu v...

Důmyslné maskování

Je obecně známo, že samičky kolibříků bělokrkých mění po snesení vajec své...

Králík nebo pes? Kdo může za odchod...

Vymizení našich nejbližších příbuzných, neandertálců, asi před 30 000 lety je pro...

Zachycena při činu

Vědci nevycházejí z úžasu při pohledu na videozáznam pořízený na Seychelách....

Návrat plejtváků do jejich...

Plejtváky to táhne zpět do jejich původního prostředí, do vod Atlantského...

Konec karasů v Česku

Společný projekt představily v srpnu významné české organizace jako...

Odolají klimatické změně?

Korálové útesy jsou jedním z unikátních organismů, které jsou v současné době...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Ostudná vláda Vladivoje: Připoutal Čechy ke Svaté říši římské opilec?

Ostudná vláda Vladivoje: Připoutal...

„Uděluji ti české země v léno,“ skloní se milostivě římský král Jindřich II....
Nádorová onemocnění jsou stále největší hrozbou českých žen

Nádorová onemocnění jsou stále...

Říjen je měsícem rakoviny prsu, a je proto důležité věnovat této...
Deset největších kráterů na světě

Deset největších kráterů na světě

Nejedná se o pouhé díry v krajině, většina kráterů má za sebou...
Apollo 13: Nejšťastnější neúspěch v dějinách kosmounatiky

Apollo 13: Nejšťastnější neúspěch...

Když 11. dubna 1970 startoval do vesmíru let Apollo 13, byla to už...
Záhada Býčí skály: Sloužila jako svatyně a skrývala ostatky několika generací elity

Záhada Býčí skály: Sloužila jako...

Bílá skála s puklinou a otvory se tyčí do výšky a ukrývá v sobě...
Kam kráčí česká telemedicína?

Kam kráčí česká telemedicína?

Technologie mění lékařskou praxi po celá desetiletí. Dalším významným...
Časovaná bomba ukrytá pod Aleutskými ostrovy

Časovaná bomba ukrytá pod...

Před 74 tisíci let explodoval na Sumatře supervulkán Lake Toba, tehdy...
Počátky pěstování révy: Víno se na Sicílii pilo už před 6000 lety

Počátky pěstování révy: Víno se na...

Výzkumy, kdy se poprvé začalo pít víno na území dnešní Itálie,...
Štěstí? Muška jenom zlatá: 17 způsobů, jak jej vyjádřit

Štěstí? Muška jenom zlatá: 17...

Při slově štěstí se někomu může vybavit slavná hláška básníka Adolfa Heyduka...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.