Hadi jsou prakticky bez výjimky predátory, velká část z nich navíc loví v noci. Pro vylepšení jejich loveckých schopností se u některých z nich vyvinul zvláštní orgán, který jim umožňuje vidět v infračervené části spektra. Američtí vědci nedávno publikovali článek, v němž odhalili podstatu nočního hadího vidění na úrovni molekul.
Některým z hadů nadělila evoluce velmi zvláštní a v přírodě takřka ojedinělý orgán. A o čem je tedy vlastně řeč? Jedná se o takzvanou tepločivnou jamku, umístěnou mezi okem a nozdrami. O schopnosti hadů „vidět“ pomocí tohoto zvláštního orgánu vědí biologové již od dob pionýrských prací slavného amerického neuroetologa Theodora Bullocka z 50. let minulého století. Teprve nedávno se jim však podařilo odhalit, jak přesně vlastně tento zvláštní orgán funguje.
Vidět lze i „teplem“
Infračervené záření je vlastně „neviditelné“ světlo. Abychom byli přesní – je to ta část elektromagnetického spektra, jehož vlnová délka je podstatně delší, než je tomu u světla viditelného. Zatímco lidské oko je schopno zaregistrovat vlnění o vlnové délce mezi 400–750 nm, infračervené záření má vlnovou délku 760 nm až 3000 nm. My, lidé, jej nevidíme, můžeme jej však cítit na kůži jako teplo. Dnešní technika nám však takové vidění dokáže poměrně snadno zprostředkovat. Při pokojové teplotě je totiž infračervené záření zodpovědné za zhruba 50 % zahřívání povrchů a tento způsob vidění bývá proto někdy tento způsob „vidění“ nazýván „vidění teplem“ čili termovize. Termovize dnes nacházejí velmi široké uplatnění tam, kde je třeba hledat rozdíly v teplotě, například při hledání úniku tepla z budov, hledání osob zasypaných v ruinách objektů či při diagnostikování zánětů. S vlněním v oblasti infračerveného spektra (zhruba v oblasti 700–1000 nm) pracují i přístroje pro noční vidění, tzv. noktovizory, které používají například vojáci či noční lovci. Tyto přístroje dokáží zachytit zbytky tohoto záření z noční oblohy a převést jej do viditelné oblasti. Obraz se však zobrazuje na zeleném stínítku, a objekty mají proto v noktovizorech zelenou barvu.
Když dva mají totéž, není to totéž
Chřestýši, mezi které kromě známých amerických chřestýšů počítáme například i jedovaté křovináře či ploskolebce, jsou blízkými příbuznými zmijí. Jedním ze znaků, které je od jejich příbuzných odlišují, jsou právě jejich tepločivné jamky. Všichni chřestýši mají tyto jamky dvě – na každé straně hlavy mezi okem a nozdrou. Chřestýši však nejsou jedinými hady, kteří jsou vybaveni tímto evolučním vylepšením. Nalezneme jej také u některých hroznýšovitých (hroznýši, krajty). Jejich tepločivné jamky mají sice stejnou funkci, již na první pohled však vypadají jinak a jejich funkce není podle všeho zdaleka tak dobrá, jako je tomu u chřestýšů. Jsou umístěny před nozdrami a jejich počet je také podstatně vyšší – přinejmenším 4 i více. A k čemu, že se vlastně tento zvláštní orgán u těchto hadů vyvinul? Vědci přirozeně nejprve předpokládali, že vylepšuje především jejich útočné schopnosti. Výzkumy chřestýšů amerického etologa Aaron R. Krochmal z americké Washington College a jeho týmu však naznačují, že by tento orgán mohl hadům přinášet i další výhody. Stejně jako ostatní plazi jsou i chřestýši studenokrevnými zvířaty, nedokážou si tedy udržet stálou tělesnou teplotu. Tepločivný orgán proto chřestýšům pomáhá vyhledat (v) jejich úkryt(ech)? a zabránit tak přehřívání.
21. STOLETÍ vysvětluje:
Když biolog nalezne podobné orgány u různých skupin organismů, nejprve se zeptá, zda se jedná o orgán takzvaně homologní či analogní. Do první skupiny patří například lidská ruka, ptačí křídlo či prsní ploutve velryb. U některých orgánů však biologové mluví jako o evoluční analogii, kdy se orgán stejné funkce nevyvine z jednoho orgánu u společného předka, ale zcela nezávisle z jiného základu (tzv. prekurzoru). Mezi takové patří například křídla ptáků a křídla motýlů.
Sestup na molekulární úroveň
„Fyziologové živočichů odvedli na popisu anatomie smyslových orgánů skvělou práci. Pro lidi jako jsme my, kteří se zabývají genetikou, jsou tyto informace zcela nezbytné. Nyní je však řada na nás,“ popisuje svůj startovní bod David Julius z University of California v San Franciscu, vedoucí vědeckého týmu, který na toto téma nedávno publikoval studii v prestižním časopise Nature. Aby vědci zjistili, jakými cestami jsou vlastně podněty z tepločivných jamek přenášeny, napadlo je srovnat fungování dvou typů nervových center. Prvním z nich byly buňky takzvaného trigeminální neboli Gasserova ganglia, která anatomové již dříve v těchto jamkách nalezli. Pro srovnání si pak vybrali buňky odlišného, ale blízkého nervového centra, takzvaného dorzálního kořenového ganglia, které hadům zprostředkovává informace o dění v jejich těle od krku dolů. Poté už stačilo „pouze“ hledat v těchto buňkách produkt jistého speciálně vytypovaného genu. Jejich volba padla na geny, které kódují zvláštní membránový kanál, zvaný TRPA 1, který dokáže přenášet informace o teple, vznikajícím působením infračerveného záření. Ze svého výsledku se mohli radovat. V nervech tepločivných buněk byla koncentrace této látky 400x vyšší, než v buňkách, které si zvolili pro kontrolu. Američané mohou tedy vítězoslavně zvolat: dokázali jsme, že hadi skutečně „vidí teplem“.
Dávná krajta se krmila malými dinosaury
Mezi paleontology zavládne největší radost, když se jim podaří najít skutečný „zkamenělý okamžik“ dávné minulosti. A přesně to se nedávno podařilo vědcům z americké University of Michigan a Indické geologické služby. Podařilo se jim objevit ostatky dříve neznámého fosilního druhu hada, který pojmenovali Sanajeh indicus. Jeho stáří odhadují na 67 miliónů let. Žil tedy na samotném konci druhohor ve svrchní křídě a patřil tak mezi vůbec první hady, kteří kdy na Zemi žili. Zvláštností tohoto nálezu, který pochází ze státu Gudžarát v západní Indii však není jen jeho velké stáří. Zemřel totiž prakticky přesně v momentě, kdy si pochutnával na své kořisti, právě vylíhlém mláděti některého z druhů sauropodních dinosaurů. Tito plazi, mezi které řadíme například i proslulé predátory rodu Tyrannosaurus, patřili v dospělosti mezi jedny z největších zvířat své doby. „Sajaneh byl schopen strávit celého půl metru dlouhého sauropoda, jelikož byl sám dost velký – měřil okolo 3,5 metru. Náš nález ukazuje na pozoruhodnou evoluční strategii prvních hadů. Díky své rostoucí velikosti byli schopní konzumovat velkou kořist,“ interpretuje svůj nález Jeff Wilson z University of Michigan.
Neuvěřitelné smysly hadů
Hadi jsou z evolučního hlediska velmi úspěšnou skupinou. Od doby svrchní křídy, kdy se na Zemi objevili poprvé, se jim podařilo osídlit velkou část souše (zejména tropické oblasti) a řadu druhů najdeme i ve vodě. Za jejich úspěchy stojí i jejich nezvykle dokonalé smysly. Nejdůležitější je pro většinu z nich dokonalý čich. Jednotlivé molekuly rozptýlené ve vzduchu dokáží zachytit prostřednictvím jazyka a poté je přenést do zvláštního orgánu na horním patře, tzv. vomeronasálního čili Jakobsonova orgánu. Ještě zvláštnější je však způsob, jímž hadi slyší. Mechanické vlnění prostředí, např. vzduchu, zachycují např. u savců ušní boltce, které pak „svádějí“ zvuk až k ušnímu bubínku a dále do středního a vnitřního ucha. Hadi mají sluchové orgány také plně vyvinuté, boltce jim však chybí. Vibrace prostředí jsou u nich přenášeny do zvláštní oblasti v jejich spodních čelistech. Hadi tedy nejenže „slyší čelistí“, ale vlastně i celým břichem. V jejich okolí jim proto neuteče ani myška. O těžkých krocích potenciálních predátorů už ani nemluvě.
