Článok v pdf

Žaba s krídlami, ryba žijúca na stromoch, cicavec so žiabrami? Všetky tri by mohli hrať hlavnú úlohu v sci-fi filme, ale jedno z nich existuje aj v skutočnosti. Práve o tomto zvierati a ďalších dvoch „hračkách prírody“ bude tento článok. Spája ich to, že sú iné, ako by sme od nich očakávali. Príroda je totiž plná zaujímavostí a výnimiek, takmer žiadne pravidlo neplatí univerzálne. Živé organizmy v sebe ukrývajú mnoho prekvapení a niekoľko z nich bude odhalených práve tu.

O obojživelnej rybe

Keď sa niekto cíti ako ryba na suchu, rozhodne sa necíti príjemne. O kaprozúbke Rivulus marmoratus sa však nedá povedať, že by sa na suchu cítila obzvlášť zle, je takmer rovnako dobre prispôsobená na život na suchu ako na život vo vode. Kto by takúto rybu chcel vidieť, u nás to jednoduché nebude, pretože žije v ťažko dostupných brakických vodách mangrovových močiarov na východnom pobreží Severnej, strednej a Južnej Ameriky od Floridy na severe až po Brazíliu na juhu. Vyskytuje sa v menších sezónnych jazierkach a ako úkryt jej najčastejšie slúžia diery po suchozemskom krabovi Cardisoma guanhumi, do ktorých sa väčšinou treba dostať cez súš. Ale to je len maličkosť v porovnaní s tým všetkým, čo táto maximálne 5-centimetrová kaprozúbka zvládne.

Keď sa niekedy budete prechádzať mangrovovými močiar mi napríklad v Belize alebo na Floride, neprehliadnite hnijúce kmene a konáre stromov popadané na suchej zemi. V suchšom období, keď v močiari vyschne voda, v nich s veľkou pravdepodobnosťou nájdete rybičky naskladané tesne jednu vedľa druhej v chodbičkách po drevokaznom hmyze čakajúce na príchod dažďov. Ak budete mať šťastie, vo vlhšom období môžete niekoľko rybičiek uvidieť aj v korunách mangrovovníkov alebo „skákať“ po zemi až 100 metrov od najbližšej vodnej plochy. Ako to kaprozúbky zvládajú? Na to, aby prežili na suchu, musia vedieť dýchať vzdušný kyslík. Na dlhodobejšie prežívanie potrebujú tiež zmeniť svoj metabolizmus a vylučovanie nepotrebných látok. Dokážu to aj niektoré iné ryby, ale kaprozúbka je unikátna v tom, že žiadna iná ryba nedokáže prežiť na suchu tak dlho bez zníženia rýchlosti metabolizmu. Napríklad dvojdyšné ryby vydržia bez vody podľa niektorých zdrojov až 3 roky, ale sú v neaktívnom, tzv. dormantnom stave, keď ich metabolizmus klesá na minimum. Kaprozúbka má aj po vyše dvoch mesiacoch na suchu rovnako aktívny metabolizmus ako vo vodnom prostredí.

U stavovcov sa nepotrebné a škodlivé látky vylučujú z tela vo forme zlúčenín dusíka – u rýb žijúcich vo vode ako amoniak a u ostatných stavovcov sa amoniak mení na močovinu alebo kyselinu močovú. To preto, že vylučovanie všetkých týchto látok sa deje v súvislosti s hospodárením s vodou. Ryby žijúce vo vode môžu vylučovať pre telo jedovatý amoniak, pretože majú vody dostatok a nemusia s ňou šetriť – môžu vylučovať, kedy sa im zachce. Ostatné stavovce, keďže väčšinou žijú na súši, musia s vodou šetriť, a preto je pre ne výhodnejšie premieňať amoniak na menej jedovatú močovinu alebo kyselinu močovú, ktorú môžu dlhšie skladovať v tele. A tu nastáva problém. Ako má kaprozúbka počas sucha vylučovať, keďže ako ryba vylučuje amoniak a zároveň je na súši a nemá dostatok vody? Kaprozúbka si s tým hravo poradila. Vedci najprv predpokladali, že vo svojom tele nejakým spôsobom dokáže skladovať jedovatý amoniak alebo že amoniak mení na močovinu, ale ukázalo sa, že sa dusíkatých zlúčenín zbavuje najmä pomocou „odparovania“ amoniaku z povrchu tela. A aby sme nezabudli na dýchanie – pri prechode na súš sa kaprozúbke zmenia žiabre a začnú namiesto dýchania slúžiť na zadržiavanie vody a živín. Táto zmena nie je trvalá a po návrate do vody sa všetko vráti do starých koľají. Kožu má bohato prekrvenú, to je pravdepodobne adaptácia na dýchanie na súši (napríklad aj obojživelníky si na súši vypomáhajú okrem dýchania pľúcami aj dýchaním kožou). Vzdušný kyslík však kaprozúbka často dýcha aj počas obdobia, keď žije vo vode. V jazierkach a dierach po spomínanom suchozemskom krabovi je často veľmi vysoká koncentrácia sulfánu a bez dýchania vzdušného kyslíka by sa udusila.

Kaprozúbka si nielenže nemusí lámať hlavu tým, či je vo vode alebo na suchu, ale ani tým, koho si vybrať za partnera na rozmnožovanie, pretože jej zjavne uniklo, že u stavovcov treba na rozmnožovanie dvoch. To, že je hermafrodit, čiže má samčie aj samičie pohlavné orgány a tvorí samčie aj samičie pohlavné bunky, by medzi rybami až také výnimočné nebolo. Ale všetky ostatné hermafrodity zo skupiny stavovcov sa neoplodňujú samy, ale páriace sa dvojice si navzájom vymenia spermie na oplodnenie svojich vajíčok. Kaprozúbka je totiž jediný stavovec rozmnožujúci sa samooplodnením. Oplodnenie vajíčka vlastnými spermiami nastáva ešte v jej tele a na svet sa dostávajú maličké embryá. Ale nie všetky kaprozúbky sú hermafrodity, niekedy sa medzi nimi objaví aj „čistý“ samec, ktorý sa potom pári s hermafroditným jedincom a oplodní jeho vajíčka. Na Floride je samcov menej ako 1 %, ale na pobreží Belize tvoria takmer štvrtinu populácie.

O neznámej žabe bez pľúc

To, že všetky dospelé žaby majú pľúca, si myslel celý svet až do augusta roku 2007. Vtedy sa ukázalo, že existuje jedna výnimka – jediný doteraz objavený druh žaby na svete, ktorý nemá pľúca. Jej meno je Barbourula kalimantanensis (slovenský názov zatiaľ nemá). Prvýkrát ju vedci náhodne spozorovali a odchytili v roku 1976 v odľahlých kútoch indonézskej časti ostrova Borneo. Druhýkrát to bolo v roku 1993. Bol to nový druh a vedci ho chceli viac preskúmať, preto po ňom začali intenzívne pátrať. A tak sa v roku 2007 vypravila do divočiny na Borneu medzinárodná expedícia s cieľom nájsť a chytiť viacero jedincov tejto neznámej maximálne 5-centimetrovej vodnej žabky. Po dvoch týždňoch sa im to podarilo a všetci boli nadšení z existencie tohto neznámeho nového druhu. To ešte netušili, aký významný objav spravili. Po pitve totiž zistili, že tomuto druhu žaby chýba jeden významný orgán – pľúca, čo predtým ani len netušili.

Hoci je známe, že obojživelníky dýchajú aj kožou, za normálnych okolností toto dýchanie nestačí na dostatočné zásobovanie tela kyslíkom, a preto musia dýchať aj pľúcami. U spomínanej žabky sa spája viacero faktorov, ktoré jej umožnili život bez tohto životne dôležitého orgánu. Obojživelníky sú studenokrvné organizmy, ktorých telesná teplota závisí od teploty prostredia, a preto majú pomerne nízku rýchlosť metabolizmu (len 10 % v porovnaní s teplokrvným cicavcom rovnakej veľkosti) a tým pádom aj nízku spotrebu kyslíka. Pritom žijú v miestach s vysokou koncentráciou kyslíka – v chladných rýchlo tečúcich vodách. Taktiež sú malé a majú veľký pomer povrchu tela k objemu. Čím menší živočích, tým je tento pomer väčší, a čím väčší pomer, tým väčšiu časť spotreby kyslíka získava organizmus kožným dýchaním. Telo tejto žabky, keďže nemá pľúca, je výrazne sploštené a preto má väčší pomer povrchu k objemu tela ako „normálna“ žaba jej veľkosti. Strata pľúc je pravdepodobne tiež adaptáciou na jej spôsob života – potrebuje sa vo vode potopiť a nie na nej plávať a pľúca, ktoré majú hustotu menšiu ako voda, by ju zbytočne nadnášali.

Z celej skupiny štvornožcov (táto skupina zahŕňa obojživelníky, plazy, vtáky a cicavce) sa organizmy bez pľúc vyskytujú len medzi obojživelníkmi – u dvoch skupín mlokov, jedného druhu slepúcha a odteraz aj u jedného druhu žaby. Je však možné, že zanedlho už žiadna žaba bez pľúc nebude, pretože v oblasti, kde žije, sa vo veľkom nelegálne ťaží zlato, čo má katastrofálne dôsledky na kvalitu vody a stav okolitého prostredia. Takže sa môže stať, že táto žaba vyhynie skôr, ako sa o nej niečo dozvieme.

O exotickom tvorovi z Afriky

Teplokrvné živočíchy sú také, ktorých telesná teplota nezávisí od teploty prostredia a organizmy ju dokážu regulovať pomocou metabolizmu. Takáto schopnosť sa vyvinula u vtákov a cicavcov. Ale jeden africký hlodavec je výnimočný, pretože sa vrátil k studenokrvnosti. A iná jeho vlastnosť je nemenej nezvyčajná – tvorí rovnaké spoločenstvá ako blanokrídly hmyz, napríklad včely a mravce, kde sa rozmnožuje len kráľovná a zvyšok spoločenstva predstavujú robotníci. Odborne sa takýto spôsob života označuje ako eusociálny.

Tento hlodavec sa volá rýpoš lysý. Ako prezrádza jeho meno, žije v zemi a jeho telo je takmer bez srsti. Počas rýľovania v záhradke ho ale nenájdete, žije totiž len v suchých stepiach a savanách v Etiópii, Somálsku a Keni. Je veľký približne 10 cm (kráľovná je o niečo dlhšia) a svojimi dlhými zubami vyhrabáva podzemné chodbičky a miestnosti, ktoré môžu spolu merať až 4 km. Keďže žije pod zemou, takmer nevidí, ale za to má veľmi dobre vyvinutý sluch a hmat, hmatové fúzy sú v prednej časti hlavy aj na zadnej časti a aj vďaka nim sa pohybuje rovnako rýchlo dopredu aj dozadu. Vo svojich chodbičkách sa orientuje pomocou vzdušných prúdov a magnetického poľa Zeme. Okrem toho, že je studenokrvný a eusociálny, je na ňom nezvyčajná aj dĺžka jeho života, pretože sa dožíva až 20 rokov (niektoré zdroje uvádzajú až 28), čo je oveľa viac, ako by sa mal dožiť „normálny“ hlodavec jeho veľkosti. Napr. myš, ktorá je podobne veľká, sa dožíva troch rokov. Vedci doteraz nezistili, čo je príčinou jeho dlhovekosti.

Čo viedlo u rýpoša k návratu k studenokrvnosti tiež nie je úplne známe, existuje však jedna teória. Rýpoše sa živia podzemnými zásobnými hľuzami rastlín a jedna veľká hľuza môže vystačiť celému spoločenstvu na niekoľko týždňov, len ju treba nájsť. Na to je najlepšie, aby ju hľadalo čo najviac jedincov. Keď ich však bude viac, budú veľké nároky na množstvo potravy, preto je dobré, aby jedinci boli čo najmenší. Ale keď sú malí, majú veľký pomer povrchu tela k objemu, a preto rýchlo strácajú, resp. získavajú teplo z prostredia, a na udržiavanie stálej teploty potrebujú vynaložiť viac energie, čiže musia prijať viac potravy. Zdanlivo to vyzerá ako bludný kruh, ale rýpoše to vyriešili prechodom k studenokrvnosti, aby nemuseli míňať energiu na termoreguláciu. To im až tak nevadí, pretože žijú v pôde a zároveň neďaleko rovníka, čo sú dva faktory zabezpečujúce stálosť teploty okolitého prostredia.

Rozdelenie spoločenstva jedného druhu do kást s jednou rozmnožujúcou sa kráľovnou sa nevyskytuje u žiadneho stavovca okrem rýpoša lysého a jeho príbuzného rýpoša damarského (a niektoré zdroje uvádzajú aj rýpoša hotentotského). Na čele kolónie je kráľovná, ktorá sa ako jediná rozmnožuje s jedným až tromi „vyvolenými“ samcami (sú väčší ako ostatní jedinci, ale stále menší ako kráľovná). Ďalšiu skupinu tvoria „ochrancovia“ (najväčšie z nerozmnožujúcich sa zvierat), ktorí obraňujú spoločenstvo pred cudzími votrelcami, a najväčšou skupinou sú robotníci – nerozmnožujúce sa samce aj samice. Z fyziologického hľadiska sú nerozmnožujúci sa jedinci schopní rozmnožovania, ale kráľovná ich „drží na uzde“ svojimi feromónmi vylučovanými v moči a dominantným správaním spôsobeným vysokou hladinou testosterónu v krvi. Zaujímavé je, že ak kráľovná umrie alebo je odobratá z kolónie, jej miesto preberie iná samica, ktorej potom stúpne hladina testosterónu a hoci je už dospelá, narastie – predĺžia sa jej vzdialenosti medzi stavcami chrbtice.

Lenka Veselovská