Díky postupnému vylepšování a zlevňování monitorovacích technik postupně přibývá přesných údajů o tom, jak daleko ptáci vlastně létají, kudy vedou jejich trasy a jak dlouho jim cesta trvá. S novinkami ve výzkumu ptačích schopností vás nyní seznámí 21. STOLETÍ.

Hory, oceány, pouště či ledová pole tvoří pro většinu suchozemských živočichů nepřekonatelné překážky. Výjimkou z tohoto pravidla jsou přirozeně ptáci. Sezonní putování za příznivějším počasím, potravou či jen lepšími hnízdišti podniká každoročně asi 1800 z celkového počtu 10 000 druhů ptáků.

Poznání jejich migračních schopností se v průběhu posledních 50 let výrazně proměnilo. Před půl stoletím vědci ještě pochybovali, že např. migrující druhy ptáků (např. kolibříci) dokážou bez zastávky uletět trasu dlouhou 860 km přes Mexický záliv.

Postupně se však začaly hromadit důkazy, že řada tažných ptáků dokáže uletět bez zastávky více než 5000 km. Před necelými dvěma roky byl však dosavadní rekord překonán prakticky dvojnásobně.

Neuvěřitelní dálkoví letci

Břehouš rudý (Limosa lapponica) je vodymilovný pták z příbuzenstva našich sluk, který není větší než holub. Na první pohled by v tomto vyzáblém ptákovi jen sotva někdo hledal tvora, jehož letové schopnosti z něj nedávno udělaly ve světě ornitologů takřka celebritu.

V roce 2009 totiž prozradila satelitem sledovaná vysílačka, voperovaná jedné ze samiček břehouše, že svou podzimní migrační trasu ze západního pobřeží Aljašky na Nový Zéland dlouhou 11 680 kilometrů dokázala zvládnout za 8 dní bez jediného mezipřistání!

Prof. Anders Henderström z univerzity ve švédském Lundu byl tímto výkonem fascinován natolik, že se pokusil prozkoumat »optimální design« břehoušů do co největších detailů.

Čeká nás tedy v budoucnu nějaký zásadní objev z oblasti leteckých schopností ptáků? Nebo dokážeme jejich mimořádné výkony vysvětlit díky informacím, které už o jejich aerodynamice, metabolismu a navigaci máme?

To byly hlavní otázky, na které se teoretický ekolog Henderström snažil odpovědět.

21. STOLETÍ doplňuje:

Ornitologové rozlišují dva poddruhy břehouše rudého. Břehouš rudý eurosibiřský hnízdí v tundře na severu Evropy a Sibiře až po řeku Chatangu. Dále na východ až k západnímu pobřeží Aljašky hnízdí příbuzný břehouš rudý sibiřský, který je právě oním dálkovým rekordmanem.

Na jih se nicméně stěhují poddruhy oba. Evropský poddruh proto u nás můžeme vzácně spatřit během podzimního protahování.

Energie sbalená na cesty

Podle Henderströma je třeba nejprve zvážit odpověď na otázku, jak jsou na tom tito ptáci se spotřebou »paliva«. Pochopitelně netankují benzin ani naftu. Energii na cestu mají »sbalenou« v první řadě do podoby tuků, část však obstarávají také proteiny.

Klíčem k vysoké efektivitě je využívat zdroje co nejhospodárněji. Podle Henderströmových výpočtů spotřebují břehouši pouze 0,41 % své vlastní tělesné váhy za hodinu, a jsou tak mezi ptáky doposud známými rekordmany. Dotahují je snad jen jejich příbuzní, jespáci.

Pro srovnání: Kolibřík rubínohrdlý, který podniká každoroční tah z Aljašky do Mexika, zkonzumuje celá 2 % své tělesné váhy za hodinu, náš slavík tmavý okolo 1 %. Sláva ptáků však bledne ve srovnání s úhoři, kteří migrují mezi Sargasovým mořem a Evropou.

Jejich spotřeba na hodinu je asi 0,005 %, tedy 80x nižší, než je spotřeba břehoušů. Úhořům by však při jejich rychlosti trvala cesta, již podnikají břehouši, celých 690 dní.

Ideální letecký design

Paliva v podobě energeticky bohatých sloučenin však na druhou stranu nesmí být moc. Jeho vezení totiž stojí zbytečnou námahu a každé deko navíc je skutečně znát.

Mezi rekordmany v dálkových non-stop letech proto nenalezneme žádné velké ptáky, tedy takové, kteří by vážili více než 1 kg. Po dosažení tohoto limitu totiž z čistě matematicko-fyzikálních důvodů klesá energetická efektivita – ptáci musejí aktivně kompenzovat vliv gravitační síly.

Ideálně vzdorovat síle zemské přitažlivosti se břehoušům daří také díky tomu, že mají jak prakticky ideální váhu (okolo 285 g) a dlouhá, tenká křídla, což je z tohoto hlediska ideální tvar. Daleký dolet však také závisí na rychlosti letu.

Kromě zkrácení celkové doby letu je důležitá zejména proto, že díky vyšší rychlosti dokáží ptáci lépe odolávat bočním větrným proudům, které je strhávají. Ty jsou silné především v blízkosti rovníku.

Záhada jménem kompas

Právě strhávání ptáků z jejich trasy vede vědce k dalším důležitým úvahám: Jak vlastně dokážou během tak dlouhé trasy, z níž velká část vede nad mořem, udržet správný směr? V této oblasti zůstává pro ornitology stále řada nezodpovězených otázek.

Jisté je, že u každého migrujícího druhu se navigační schopnosti drobně odlišují a poznatky získané studiem jednoho druhu proto nelze zobecnit na všechny.

„Dálková migrace se však vyvinula u různých skupin ptáků nezávisle na sobě, a je tedy jasné, že všichni ptáci museli být již dříve vybavení stejným smyslovým a intelektuálním »nářadím«, díky němuž si se složitými navigačními úkoly dokázali poradit,“ vysvětluje prof. Henderström.

Pátrání po tajemném smyslu

Detailní pokusy s různými druhy migrujících ptáků ornitologům napověděly, že k neuvěřitelným orientačním schopnostem napomáhá ptákům řada složek, které navíc mohou svou funkci vzájemně přebírat.

Vědci dlouhou dobu považovali za tu nejhlavnější zrak, jímž sledují pozici Slunce, Měsíce a hvězd. Zjištění, že řada druhů ptáků dokáže najít cestu i za mračných nocí, je však postupně vedlo k hledání jiné, tajemnější schopnosti.

Za tu byla dlouho považována schopnost »čtení« magnetické pole prostřednictvím drobných krystalků magnetitu v zobácích či dokonce v očních buňkách (viz též rámeček). Ať už ptáci »čtou« magnetické pole Země jakkoliv, musí si během přeletu rovníku poradit s důležitou věcí.

Okolo rovníku se totiž mění magnetické siločáry z vertikálních na horizontální. Přinejmenším v těchto místech musí tedy ptáci »přepnout« na jiný způsob orientace,  pravděpodobně na zrak.

Proč vlastně letí tak daleko?

Kromě technických otázek okolo letu si však musejí biologové položit i zdánlivě dětinskou otázku: Proč vlastně břehouši létají tak »zbytečně« daleko?

Nestačilo by jim doletět třeba jen na Filipíny, které během své cesty beztak míjejí? Zcela jistě tomu nebylo tak, že by první břehouši doletěli na Nový Zéland náhodou a destinaci si tak oblíbili, že se na ni začali vracet.

Ptáci musejí být totiž před letem vybaveni velmi přesným množstvím »paliva«, náhodu lze tedy prakticky vyloučit. Prof. Henderson má po ruce dva scénáře vývoje takto dlouhé trasy.

První předpokládá, že břehouši žili nejprve v oblasti Sibiře a odlétali zimovat na jih Asie. Postupně však svůj životní areál rozšiřovali, až se jejich trasa »natáhla« od Aljašky po Nový Zéland. Podle druhého ze scénářů se trasa aljašských břehoušů postupně natahovala právě z Filipín přes Austrálii, až dosáhla břehů Nového Zélandu.

Poučení od břehoušů

Jaké tedy plyne podle prof. Henderströma pro ornitology poučení od nových rekordmanů? Stojí za jejich leteckými schopnostmi skutečně nějaké zvláštní, skoro nadpřirozené schopnosti? Naopak!

Henderström nabádá, abychom zůstali při zemi. „Břehouši jsou v mnoha parametrech sice poměrně výjimeční, v jiných jsou však spíše průměrní. To, co z nich udělalo tvory s tak jedinečnými schopnostmi, je vzácně vytvořená kombinace jednotlivých ingrediencí,“ míní švédský vědec.

»Causa břehouš rudý« však jistě není zcela uzavřena. Zbývá ještě odpovědět na řadu otázek, které se týkají orientace ptáků během tahu, způsobu, jak kompenzují boční větry, či důvodů, podle kterých si vybírají výšku letu.

S dalšími fascinujícími novinkami o dálkových letech ptáků se tedy na stránkách 21. STOLETÍ budete setkávat jistě i v budoucnu.

Pterosauři – cestovatelští rekordmani

Ptáci, kteří ze systematického hlediska patří mezi dinosaury, nejsou jedinou skupinou plazů. Ještě před tím, než začal vzduch patřit jim, ovládali jej jejich vzdálení příbuzní, pterosauři neboli ptakoještěři.

Pterosauři, kteří zažili svůj největší rozkvět na konci druhohor, mezi dinosaury nepatřili, ale tvořili jejich blízce příbuznou skupinu. Žádný z ptakoještěrů tak přímým předkem ptáků nebyl.

Odhadem jejich leteckých schopností se dlouhodobě zabývá paleontolog Michael B. Habib z Chathamovy univerzity v americkém Pittsburghu. Podle jeho nedávno publikovaných výpočtů byl nejlepším letcem mezi známými druhy pterosaurů obrovitý Quetzalcoatlus northropi, který žil na konci křídy zhruba před 70 miliony let.

Tento obr s rozpětím křídel okolo 11 metrů a váhou 270 kg mohl podle Habiba doletět bez mezipřistání až 16 000 km, za příznivých podmínek tehdejšího klimatu dokonce i o dost více. Rekordy těchto obrovitých plazů však zůstanou nejspíše nepřekonány.

Migrující ptáci a ucpané nosy

Aby ornitologové přišli na to, který z ptačích smyslů je pro orientaci nejdůležitější, musí je nejprve drobně potrápit. Zkrátka musí migrujícím ptákům některý ze smyslových kanálů během experimentu »ucpat«.

Právě takto nedávno postupovali při svých výzkumech Richard Holland z Ornitologického ústavu Maxe Plancka v německém Radolfzellu a jeho kolega Martim (Martin??)Wikelski z univerzity v Kostnici.

Několika jedincům běžného amerického pěvce drozdce černohlavého (Dumetella carolinensis) nakapali na nosní membrány roztok síranu zinečnatého, čímž je dočasně zbavili čichu. Orientaci druhé skupinky zase rušili pomocí silných elektromagnetických impulzů, třetí pak ponechali pro kontrolu nepozměněnou.

Trasu všech ptáků poté sledovali prostřednictvím lehounkých vysílaček, které jim umístili na záda. K jejich překvapení dopadla nejhůře skupina, která nebyla schopná svou trasu správně »vyčenichat«. Zdá se tedy, že čich hraje při orientaci ptáků podstatně větší úlohu, než si vědci donedávna mysleli.

Ptáci a fotochemický kompas

Vědci, kteří zkoumali podstatu vnitřního kompasu ptáků, dlouho sázeli na to, že látkou reagující na magnetické pole Země je oxid železnato-železitý, magnetit.

Řada experimentů však tuto teorii nepotvrzovala, a tak se vědci vydali hledat látku, která by dokázala na relativně slabé magnetické pole Země reagovat skutečně účinně.

Po dlouhém bezvýsledném pátrání vědci z univerzity v arizonském Tempe a britského Oxfordu pod vedením biochemika Devense Gusta na takovou »chytrou« látku kápli víceméně náhodně.

Američané původně studovali vlastnosti zvláštních složených molekul, takzvaných »triád«, od nichž si slibovali efektivnější »sklizeň« solární energie. Díky působení slunečního záření se na těchto molekulách zvláštním způsobem rozloží elektrický náboj.