Současná hollywoodská produkce zahlcuje trh filmy založenými na komiksových příbězích, jejichž nedílnými ikonami bývají superhrdinové. Bytosti s nadlidskými schopnostmi, které zachraňují svět před ztělesněným zlem, běhají po zdech, zdvihají lokomotivy jednou rukou a dříví štípou zásadně laserovými pohledy. Není sice příliš zřejmé, co si tím Američané kompenzují, zato se dá s přesností určit, odkud čerpali inspiraci a které z těchto schopností se vědci pokoušejí už nějakou dobu využít i v reálném světě.
Spiderman
Jak se stát Spidermanem:
nechat se pokousat pavoukem zasaženým radioaktivním zářením
Schopnosti:
*nadlidské reflexy a síla
*schopnost „přilepit se“ ke většině povrchů
*intuitivní předvídání nebezpečí
*produkce a vystřelování pavoučí vláken
Proč mohou pavouci šplhat po zdech
Některé druhy pavouků si mohou na chodidla vyloučit trochu lepivého vlákna, která jim zajistí, že neuklouznou ani na skle. Dalším trikem jsou miliony mikroskopických, speciálně vytvarovaných, chloupků, jimiž se mohou zachytit v drobných prasklinkách v materiálu. Velmi hladké povrchy jsou však pro tento systém nezdolatelné. To je také důvod, proč tak často nacházíme pavouky ve vaně – po kluzkých příkrých stěnách nemají jak vyšplhat.
To mouchy jsou na podobné kousky vybaveny mnohem lépe. Na konci svých chodidel mají kromě páru úchytných drápků i přísavné polštářky zvané pulvilli, jejich přilnavosti ještě pomáhá sekrece ze zvláštních žlázek na nohou.
Silnější než ocel
Každý, kdo se zamotá do pavoučí sítě, ví, že její vlákna jsou navzdory titěrným rozměrům velmi pevná. Nejsilnější je vlečné vlákno, na kterém se jeho majitel může spustit ze stropu až na podlahu. Lanko z pavoučích vláken o stejném průměru jako tužka je tak pevné, že by mohlo zadržet dopravní letoun Boeing 747. Je také neuvěřitelně pružné. Zatímco ocelové lano se může pod zátěží prodloužit o 8 %, pavoučí vlákno zvládne 30-40 %.
Materiál s takovými vlastnostmi by se člověku samozřejmě hodil do řady důležitých zařízení (například na vesmírný výtah), problém ovšem je, že pavouky nelze chovat na farmách podobně jako například bource morušové na hedvábí. Zatímco býložravé housenky těchto motýlů nejsou nijak agresivní, tisíce pavouků na jednom místě by vydrželo asi týden. Navzájem by se sežrali. Proto se genetici snaží vnášet „pavoučí“ geny do dalších organismů, které by produkci vlákna zajistily i bez pavoučí nesnášenlivosti. Existují už například kozy, v jejichž mléce jsou obsaženy pavoučí bílkoviny.
Umělé pavoučí vlákno
Upříst vlákno se stejnými vlastnostmi, jakými disponují pavouci, se i přes umělé pavoučí bílkoviny zatím příliš nedaří. Nicméně nejnovější výzkumy německých technologů ukazují, že tato situace už nemusí trvat dlouho. Podařilo se jim totiž zjistit, jak pavouci navozují polymerizaci bílkovin, která je nezbytná pro vytvoření pevného vlákna z kapalné hmoty ve snovacích žlázách.
Za vším vězí změna kyselosti prostředí. Zatímco uvnitř pavouci svůj tkalcovský materiál udržují v kapalném stavu za pomoci zásaditého pH, ve snovacích bradavkách (jakýchsi čekárnách, odkud je vlákno vytlačováno na světlo světa) naopak panuje slabě kyselé prostředí. Zásadité pH způsobí, že z molekul bílkovin jsou „odsávány“ vodíkové ionty, které by mohly „chytat“ další sousedy a silně se družit. Po přechodu do kyselého prostředí v bradavce má naopak vodíkových iontů, co hrdlo ráčí. Mohou se tak vytvářet četné vazby a nic nebrání vzniku polymerních obřích molekul, jež jsou nepostradatelným základem dlouhých pevných vláken.
Zázračná žena
Jak se stát Zázračnou ženou:
narodit se na rajském ostrově a nechat si požehnat od starověkých bohů
Schopnosti:
*nadlidská rychlost a síla
*létání
*účinná a rychlá likvidace lhářů
Pravda, nebo lež?
Detektory lži (neboli polygrafy) se používají téměř sto let. Přesto stále existují pochybnosti o jejich spolehlivosti a dosud ve většině zemí nemohou výsledky z detektorů sloužit jako důkaz. Jejich princip je založen na skutečnosti, že se u člověka se při lhaní mění některé fyziologické ukazatele. Například se zvyšuje tep a krevní tlak, zrychluje se dech a potí se ruce. Elektrody přístroje tyto hodnoty zaznamenávají během výslechu a podle změn se posléze vyhodnotí, jestli dotyčný lhal. Zajímavé je, že na scénáři Zázračné ženy se podílel i americký psycholog William Marston, který byl známým zastáncem používání detektoru lži. Právě díky tomu hlavní hrdinka využívá laso, které se samo stahuje kolem lhářů.
Jak detektor lži funguje?
Tep se měří za pomoci gumové hadičky utažené kolem paže vyslýchaného člověka. Při každém tepu se zvýší objem krve v cévách, ty zapůsobí na hadičku a zvýší tlak vzduchu uvnitř. Vzduch je posléze vháněn do měchů napojených na mechanickou ruku s tužkou, která zaznamenává výkyvy na odvinující se roli papíru. Podobně se měří i rychlost dýchání, kdy je gumová hadička namísto paže utažena kolem hrudi.
Pocení rukou se měří za pomoci galvanometru. Jedná se o kovovou destičku připevněnou na bříškách prstů, která měří elektrickou vodivost pokožky. Čím je vlhčí (tedy čím více uvolňuje potu), tím lépe vede proud.
Polygrafy nicméně nemohou jednoznačně určit, kdy vyslýchaný lže. Několik studií ukázalo, že se tento přístroj mýlí v 10-15 % případů. To v oblasti, kde rozdíl mezi lží a pravdou znamená rozdíl mezi zproštěním viny a odsouzením za trestný čin, představuje nepřípustnou nepřesnost. Polygrafy však mohou ukázat, při kterých otázkách a odpovědích se fyziologické hodnoty liší od normálu a mohou být potenciálně nepravdivé. Například britská justice využívání detektorů lži nepovoluje a v USA bychom nalezli jen jediný stát, kde mají výsledky detektoru lži váhu důkazu – Nové Mexiko. V České republice je polygraf povolen, nicméně výsledky z výslechu s jeho použitím nelze brát jako důkaz.
Jak odhalit lháře jinak
Je trochu paradoxem, že v době, kdy o spolehlivosti polygrafů pochybuje celý svět, se Američané snaží vyvinou nové metody na určení pravdomluvnosti, které vycházejí z podobných principů jako právě polygraf. Jde přitom stále o totéž, lhaní je provázeno fyziologickými změnami, které lze měřit. Nový americký projekt sází na to, že se při lži červenáme. Do kůže na tvářích proudí více krve, která kromě barvy změní i její teplotu. A právě tento údaj má být oním ukazatelem, který spolehlivě odhalí úskok.
Sami autoři metody však asi tuší, že si příliš nepomohou, a tak v žádném případě nemá jít o pomůcku ke kriminalistickým výslechům. Je vyvíjena, aby usnadnila práci celníkům při odbavování cestujících na letištích.
Existuje však ještě jeden projekt, jehož princip už zní mnohem přesvědčivěji a dává naději na opravdu spolehlivý detektor lži. Vše, co prožijeme, v našem mozku zanechá stopy. Pokud později něčím oživíme vzpomínky na předchozí zážitky, reaguje mozek jinak než v případě, že se jedná o zcela nový neznámý podnět. Neurologové tomu říkají stopa p300. Namísto měření fyziologických hodnot polygrafem, se vyslýchanému provádí EEG. Pokud policisté podezřelému ukáží fotografii oběti vraždy, mohou podle reakce mozku spolehlivě určit, jestli se na vraždě nějakým způsobem podílel.
Daredevil
Jak se stát daredevilem:
nechat se v dětství oslepit radioaktivním výbuchem, aby se posléze mohly všechny ostatní smysly vyvinout do nadlidských schopností
Schopnosti:
*speciální sonar, díky kterému „vidí sluchem“ podobně jako například netopýři nebo delfíni
*nadlidský sluch, čich a hmat
*intuitivní předvídání nebezpečí
*nadlidské atletické schopnosti
Sonary ve zvířecí říši
Daredevil rozhodně není první organismem na Zemi, který dokáže zvukem „ohmatávat“ prostředí, a slyšet tak, jakou podobu mají okolní objekty. Asi nejznámějšími uživateli přírodních sonarů jsou delfíni a netopýři. Vysílají vysokofrekvenční zvuky a pak vyhodnocují jejich ozvěnu. Čím později se odražený zvuk dostane zpět ke zvířeti, tím předmět leží ve větší vzdálenosti. Podle „zastřenosti“ odraženého zvuku mohou zvířata poznat i to, z jakého materiálu daný objekt je.
Změna frekvence odezvy také prozradí, jakou rychlostí se případně zkoumaný předmět pohybuje. Jedná se o tzv. Dopplerův efekt, kdy zvuk se zvyšující se vzdáleností snižuje svou frekvenci. Nejsnadněji tento jev můžeme pozorovat u projíždějící sanitky se zapnutou sirénou. Čím víc se přibližuje, tím výška tónu (a tedy i frekvence) stoupá. Na stejném principu jako sonar funguje i radar, jen namísto zvukových vln využívá rádiové vlny. Výhodou je, že rádiové vlny mají mnohem delší dosah než zvukové.
Kytovci mají pro nasměrování zvukových vln zvláštní orgán, kterému s říká melon. Jedná se o velké tukové těleso v přední části hlavy, které slouží jako zvukové zrcadlo. Zachytává zvuky vydávané kytovcem a směruje zvíře do požadovaného směru.
Zostření smyslů
Po oslepnutí se Daredevilovi zdokonalily všechny smysly. Je však něco podobného možné i v reálném světě? Podle neurologů je zřejmé, že pokud není zrakové centrum příliš využíváno, může mozek na jeho úkor posílit činnost některých dalších důležitých částí.
Slepí lidé zpracovávají informace jinak než zdravá populace. Aktivitu původně určenou pro zrakové centrum zčásti přesouvají na zvukové ústředí a jejich sluch se tak stává znatelně účinnějším. Slepci proto mohou často poznat, kde se v místnosti nacházejí další osoby, jen na základě poslechu jejich dechu nebo ozvěn jejich hlasů.
Některé studie napovídají, že zrakové centrum vůbec nemusí být určeno pouze pro zpracovávání zrakových vjemů. Vyhodnocuje zkrátka informace z toho smyslu, který jsme při poznávání okolního světa nejvíce využívali. U zdravých lidí je to zrak, u slepců pak oči může nahradit zvuk a hmat. Buňkami, kterými jsme zvyklí přemýšlet, o tom co vidíme, slepí lidé přemýšlejí o tom, co slyší a cítí. Mají proto mnohem lepší zrakovou a hmatovou představivost než vidoucí populace.
Superman
Jak se stát supermanem:
narodit se na planetě Krypton a odcestovat na Zemi
Nadlidské schopnosti:
*schopnost pohybovat se rechleji než letící kulka
*nadlidská síla
*schopnost přeskočit výškovou budovu
*rentgenové vidění
Kde vzít supermanovu sílu
Jak vlastně přišel Superman ke své síle? Narodil se na planetě s mnohem větší gravitací než na Zemi. Jeho rodný Krypton byl velikosti Jupiteru, a přitom musel disponovat podobnými podmínkami pro život jako naše Země. Kdyby obyvatelé Kryptonu byli nuceni žít v jiné atmosféře a klimatu než my, nemohl by Superman u nás přežít.
Z toho lze usuzovat, že Krypton byl vytvořen z podobných hornin a měl i podobnou geologickou strukturu. Jupiter je plynná planeta, a tak přestože je 1321krát větší než Země, váží pouze 318krát více. Pokud by ovšem měl být Krypton z pevných hornin, musel by být i 1321krát těžší než Země.
Jeho enormní hmotnost mimo jiné vysvětluje i to, proč explodoval. Jádro Kryptonu bylo tvořeno uranem. Obrovská tíha masy hornin kolem jádra vytvářela nepředstavitelný tlak, který byl nakonec příčinou exploze celé planety. Při tomto jaderném výbuchu, jenž si patrně autor komiksu vypůjčil ze zániku nejhmotnějších hvězd vesmíru (tedy nesrovnatelně větších těles), se do kosmu uvolnily částečky silně radioaktivní (naštěstí pouze smyšlené) horniny kryptonitu. Jakýkoli kontakt s ním supermana připraví o jeho nadpřirozené schopnosti.
Superman na solární pohon
Zdá se, že hrdina část své neuvěřitelné energie čerpá přímo ze Slunce. Žluté sluneční světlo obsahuje více energie než červená záře, ve které se „koupal“ Krypton. Ten se také pravděpodobně nacházel v mnohem větší vzdálenosti od své hvězdy než Země. Bývá pravidlem, že velké planety obíhají kolem své hvězdy po vzdálenějších drahách.
Další oblíbenou verzí podoby Kryptonu je, že byl zahalen velmi prašnou atmosférou, která zabraňovala značnému podílu záření proniknout až k povrchu. Proto se teď Superman na Zemi musí v porovnání s jeho rodnou planetou cítit jako v solární elektrárně. A díky tomu má i dost energie na všechny své efektní kousky.
„Zelený“ hrdina
Jak vlastně Superman využívá sluneční energii? Zatímco živočichové musejí pojídat rostliny (nebo sebe navzájem), aby získali potřebné organické (vysokoenergetické) látky, rostliny si vyvinuly aparát na přímé využívání sluneční energie – fotosyntézu. Při fotosyntéze vzniká z oxidu uhličitého a vody za přispění sluneční energie glukóza (jednoduchý cukr) a kyslík.
Tuto reakci umožňuje rostlinné barvivo chlorofyl, které někteří biochemici označují za nejdůležitější molekulu na Zemi. Díky ní mohou rostliny ukládat sluneční energii do svých těl a později sloužit jako potrava (energie) pro další organismy na Zemi. Také fosilní paliva, jako jsou zemní plyn, ropa nebo uhlí, pocházejí z rostlinných těl. Většinu úhrady energetických potřeb nám tedy v podstatě zajistil chlorofyl.
Superman tak pravděpodobně využívá nějakou chemickou reakci podobnou fotosyntéze, která mu zajišťuje stálý přísun obrovského množství energie, na níž staví svou nadlidskou sílu a rychlost. Zároveň je však jasné, že tak rozhodně nečiní za pomoci chlorofylu, není totiž zelený. Ostatně chlorofyl není jediným barvivem, které umožňuje fotosyntézu. Například hnědé mořské řasy a sinice využívají červenohnědý fykoerytrin. Ten sice není tak účinný jako chlorofyl, na druhou stranu by vysvětloval bronzové „opálení“ charismatického spasitele světa.
Hulk
Jak se stát Hulkem:
nechat se ozářit gama paprsky
Nadlidské schopnosti:
*proměna v obrovské zelené monstrum disponující neuvěřitelnou silou (k proměně dochází při rozzuření)
Nadlidská síla
Jeden z autorů původního komiksu, Jack Kirby, prozdradil, co ho k vytvoření Hulka inspirovalo. „Jednou jsem byl svědkem nehody, kdy pod malým autem uvízlo dítě. Jeho matka místo toho, aby spustila povyk, nelenila a s vynaložením všech sil nadzvedla zadní část auta.“
Pod vlivem stresové reakce jsme opravdu schopni výkonů, které bychom do sebe za „střízlivého stavu“ vůbec neřekli. Náš mozek v zájmu zachování života rozkáže, aby se do těla začal proudem pumpovat adrenalin a testosteron. Díky tomu se zrychlí průtok krve, zvýší se svalový metabolismus a posílí činnost některých částí mozku. Další hormony, jako například endorfin, způsobí, že nevnímáme bolest, která nám za běžných okolností brání přetěžovat svaly. Můžeme tedy využít i výkon, který v klidnějších časech pro nás není dostupný. Jedná se o obranný mechanismus, který nám na omezenou dobu zajistí efektivnější a rychlejší režim nutný na zvládnutí krizové situace. Nic však není zadarmo, a za tuto krátkodobou výhodu později platíme vyčerpáním.
Stresové hormony jsou zneužívány i dopujícími sportovci, kteří chtějí dosáhnout větší vytrvalosti. Vystavují se tím však riziku přetížení organismu, propuknutí depresí nebo nekontrolované agresivity. A podobně na tom je i Hulk.
Jako sépie
Další ze zázračných schopností tohoto superhrdiny je změna barvy. Za Hulkovu zelenou kůži už steroidní hormony nezodpovídají, ale ve zvířecí říši bychom našli mnoho příkladů, jak lze barvu měnit. Někdy stačí změnit postavení šupin, díky čemuž se změní lom a odraz dopadajícího světla, a tedy i barva těla. Tento způsob mají v oblibě zejména hadi.
Jiná zvířata (například sépie) vytvářejí barviva, která pak skladují v buňkách zvaných chromatofory. Ty jsou obklopeny svalovými buňkami, s jejichž pomocí lze barevnými tělísky pohybovat směrem k povrchu těla a zpět. Pokud tedy chce sépie změnit barvu, prostě „vytlačí“ k povrchu chromatofory s jiným „nátěrem“. Díky tomu se dokáže dobře maskovat, ale „barvení“ kůže pravděpodobně využívá i ke komunikaci s dalšími sépiemi.
Mistr převleků
Trochu odlišně ke změnám barvy přistupuje chameleon, který dokáže předvést širokou paletu odstínů, nicméně mu změna trvá kolem dvou minut. Přes vžitou představu, že se tento plaz „převléká“ jen proto, aby se stal nenápadným v okolním prostředí, je skutečnost trochu někde jinde. Změna barvy u chameleona většinou znamená změnu nálady nebo vyjádření společenského postavení. Podobně jako sépie tedy svůj zevnějšek využívá i k sociální komunikaci.
V barevných hrátkách chemeleonů zastává důležitou úlohu několik typů buněk v jejich kůži. Nejdůležitější jsou melanofory – buňky, které skladují tmavý pigment melanin. Tyto buňky mají „tělo“ schované v nižších vrstvách kůže, ale k jejímu povrchu (až těsně pod pokožku) vysílají četné výběžky. Dokud je pigment schovaný dole, je chameleon nažloutlý. Ve vrchní vrstvě kůže se totiž nacházejí olejovité kapky, které propouštějí zbarvují světlo dožluta. Pod nimi se pak nacházejí buňky, jimž se říká guanofory. Ty obsahují bezbarvé krystalky guaninu, od kterých se světlo odráží zpět. V případě, že se melanin roztáhne z těl melanoforů do výběžků zasahujících do vrstvy guanoforů, zbarví ji do modra. V kombinaci se žlutou barvou z olejovitých kapek pak vzniká zelená kůže. A pakliže se plaz chce například ohřát, vypudí melanin až do výběžků nahoru k pokožce, a díky tomu se stane tmavším, zbarví se dohněda.
Magneto
Jak se stát Magnetem:
narodit se s genetickou mutací
Nadlidské schopnosti:
*Schopnost vytvářet a ovládat magnetická pole
Levitující žába
Na magnetickém polštáři již dnes zejména v Japonsku běžně jezdí vlaky, a šetří tak značné množství energie, kterou u běžných vozů spotřebovává tření mezi kolejemi a koly. Jak v kolejišti, tak v podvozku vlaku jsou póly silného elektromagnetu, které se vzájemně odpuzují, a drží tak mnohatunovou soupravu několik milimetrů nad povrchem
Většina materiálů je diamagnetická, tzn. že samy o sobě nemají žádný magnetický moment. Pokud se však vloží do magnetického pole, změní se uspořádání jejich atomů v materiálu a vzniknou dipóly. Ty vytvoří „vnitřní“ magnetické pole, které pak působí proti vnějšímu magnetickému poli. Jelikož stejnou schopnost má i voda a živočichové jsou z větší části tvořeni právě vodou, mohli by této vlastnosti využívat ve svůj prospěch. Jen o tom příliš nevědí, nebo nemají příležitost ji uvést do praxe. Vědcům se však například nedávno podařilo navodit levitaci žab za pomoci silného magnetického pole.
Kyklop
Jak se stát superhrdinou:
narodit se s genetickou mutací a později se nechat vybavit rubínovými čočkami
Nadlidské schopnosti:
*schopnost vysílat silné laserové paprsky z očí
Laserový pohon
Pohybovat objekty za pomoci laserových paprsků může na první pohled napadnout pouze kreativního autora sci-fi. Nicméně ve skutečnosti na podobných postupech již v současnosti pracují vědci z americké St Andrew’s University. Dr. Kishan Dholakia se snaží vyvinout „optické pinzety“, jež by dokázaly pohybovat a otáčet předměty. Kromě toho mají tyto laserové paprsky dokázat otáčet mikroskopickými kolečky a rotory uvnitř nanostrojů.
Laser je paprsek světla o jediné vlnové délce (naproti tomu běžné sluneční světlo obsahuje široké spektrum o různých vlnových délkách). Díky tomu může být také zacílen na místo o mikroskopických rozměrech.
Světelná pinzeta a nůžky
Když světelný paprsek dopadne například na skleněnou kuličku, změní to jeho směr. Stejně je to i u laseru. Nicméně při tomto ohybu dochází k uvolňování energie. Jak se paprsek láme, přenáší část energie na médium, které lom způsobilo (skleněný korálek), a pokud je laser dostatečně silný, dokáže touto kuličkou pohnout ve směru ke střede paprsku. Při správném nastavení pak může působit jako vodní mlýnek s přesností v řádech nanometrů.
Dholakiův tým se také snaží vyvinou laserové nůžky. V tomto případě je vlnová délka paprsku vyladěna přesně tak, aby jeho energie řezala daný objekt na dvě poloviny. Tuto technologii chtějí vědci využít pro manipulaci s buňkami, enzymy a DNA.
Evoluce superhrdinů
1938: Superman poprvé vstupuje na komiksovou scénu
1941: v jedné z komiksových sérií se poprvé objevuje Zázračná žena
1941: vzniká první animace Supermana
1948: první film se Supermanem
1952: první televizní seriál se Supermanem
1962: na komiksovou scénu vchází Spiderman
1963: v komiksové sérii X-Men se poprvé objevují Kyklop a Magneto
1964: vychází první komiksová kniha o Daredevilovi
1967-1969: první animovaný televizní seriál o Spiedermanovi
1973: Vzniká film Superman, který je kompilací čtyř epizod z televizního seriálu z 50. let
1977: Hulk má svůj televizní seriál
1977: Spiderman získává první vlastní animovaný sloupek v novinách
1978: vychází film Superman s Christoferem Reevem v hlavní roli
1977-1979: vysílá se televizní seriál o Spidermanovi a později na jeho základě vznikají tři filmy
1987: Zázračná žena má konečně svůj vlastní komiks
1993: vzniká seriál Lois and Clarke – the New Adventures of Superman
2000: vychází film X-Men
2002: vychází film Spiderman
2003: vychází film Daredevil
2007 vychází film Spiderman 3
