Orientácia živočíchov
Poznáte ten pocit, že ste úplne stratení? Stojíte v strede cudzieho mesta a nemáte ani tušenie, ako sa vrátiť späť k autobusu? Živočíchy takéto problémy zvyčajne nemajú, a to pritom niekedy prejdú cestu dlhú tisíce kilometrov. Vedia sa vrátiť na to isté miesto, kde sa pred rokom vyliahli, vychovali mladé, alebo kde naposledy zimovali. Ako je možné, že živočíchy sa vedia tak dobre orientovať a ľudia nie?
Orientácia v priestore je proces veľmi zložitý a počas evolúcie vzniklo mnoho mechanizmov, ktoré umožňujú živočíchom trafiť na požadované miesto.
Keď ideme zo školy či z práce domov, s orientáciou väčšinou nemáme žiaden problém. Ľudia a i mnohé iné živočíchy pri svojej orientácii v známom prostredí používajú vizuálne značky, ktoré si pamätajú z predošlej skúsenosti. Podľa nich vedia, kde sa približne nachádzajú, a ako majú postupovať ďalej, aby sa dostali k svojmu cieľu. Takouto značkou môže byť obchod, križovatka, park alebo možno i veľký strom, ktorý vám z nejakého dôvodu utkvel v pamäti. Dostať sa domov so zaviazanými očami by bol už asi väčší problém. Aj keď aj to sa dá. Vtedy miesto vizuálnych znakov využívame akustické znaky, napríklad ruch križovatky, alebo už podvedome vieme, kde odbočiť a kam a ako dlho ísť.
Pravá navigácia však je, keď sa vie živočích vrátiť na pôvodné miesto bez toho, aby používal vizuálne záchytné body z krajiny. Mnohé živočíchy využívajú na navigáciu informácie o veľkosti magnetického poľa, polarite a uhle, pod ktorým vstupuje magnetická indukcia do Zeme. Schopnosť cítiť magnetické pole sa nazýva magnetorecepcia. Je zvláštne, že túto schopnosť majú tvory rozdielnych druhov, od baktérií, cez mäkkýše, hmyz, niektoré ryby, obojživelníky, vtáky, až po cicavce – napríklad veľryby.
Ulica
Ulica je plná mnohých vizuálnych
podnetov, z ktorých si každý pamätá
niečo iné
Mechanizmy detekcie magnetického poľa sú rozdielne a vieme o nich málo. Napríklad v lebke holubov sa našla bohato inervovaná oblasť, ktorá obsahuje biologický magnetit – látku citlivú na magnetické pole. Magnetit sa nachádza i v hlavách tuniakov, delfínov, veľrýb, korytnačiek a v krčných svaloch niektorých vtákov. Rovnako sa malé množstvo magnetitu nachádza aj v kostiach človeka v oblasti nosa, čo je dôvod, prečo máme aký – taký zmysel pre orientáciu.
Informácie, ktoré môžu živočíchy z magnetického poľa získať, sú rôzne. Niektoré živočíchy cítia len to, kde je sever a kde juh. O takýchto živočíchoch hovoríme, že majú „zmysel magnetického kompasu“.
Niektoré sa však po prenesení na neznáme miesto vedia vrátiť späť. Musia preto vedieť, kde sa nachádzajú s ohľadom na pôvodné miesto. To znamená, že musia mať v sebe akýsi „zmysel mapy“, ktorý im umožňuje zistiť ich súčasnú pozíciu. Napríklad korytnačky, mloky a včely „cítia“ sklon a veľkosť magnetického poľa. Aj holuby majú mimoriadne vyvinutý zmysel mapy, a preto sa vždy vedia vrátiť domov bez ohľadu na to, kde boli vypustené.
Sklon magnetických indukčných čiar
Sklon magnetických indukčných čiar udáva,
v akej zemepisnej šírke sa nachádzame
Mnoho živočíchov využíva na svoju orientáciu svetlo. Podľa svetla sa dokonca orientujú i rastliny – rastú smerom nahor za slnkom. Schopnosť orientovať sa podľa polarizovaného svetla je obzvlášť vyvinutá u hmyzu, napríklad u mravcov a včiel.
Včely využívajú na svoju orientáciu pozíciu slnka, pričom vedia zohľadniť rotáciu Zeme okolo svojej osi – majú i niečo ako predstavu o čase. Keď slnko nevidno, určujú jeho polohu pomocou ultrafialového svetla prechádzajúceho mrakmi.
Niektoré organizmy sa vedia orientovať i pomocou pachu, pH prostredia, zvuku, gravitácie či polohy hviezd. Napríklad baktérie sa pohybujú smerom stúpania/klesania pH podľa toho, aké prostredie im viac vyhovuje. Včely okrem polohy slnka využívajú na navigáciu i vôňu svojho úľa. Veľryby zas cítia teplotu vody a podľa nej vedia určiť, kde sa nachádzajú.
Skúmanie orientácie
Postupy, ako zistiť mechanizmy orientácie u jednotlivých živočíchov, sú pomerne náročné. Sledovať orientáciu pomocou polarizovaného svetla môžeme napríklad tak, že do priestoru rozmiestnime zrkadlá a sledujeme správanie dezorientovaného hmyzu. Skúsme sa však pozrieť na sledovanie orientácie pomocou magnetizmu – nasledujúci pokus si môžete skúsiť aj doma.
Vďačným objektom na skúmanie orientácie pomocou magnetorecepcie sú korytnačky. Tieto zdanlivo lenivé zvieratká vo svojom živote prejdú neskutočné vzdialenosti. Vo svojom živote si stihnú pozrieť Severnú i Južnú Ameriku, Európu a Afriku.
Pri skúmaní orientácie korytnačiek sa čerstvo vyliahnutým korytnačkám pripevnil na pancier malý magnet, ktorý bol však dosť silný, aby prekryl magnetické pole Zeme. Ak si budete chcieť tento pokus vyskúšať, budete musieť presvedčiť vašu korytnačku, aby nakládla vajíčka a počkať si, kým sa vyliahnu.
Potom preniesli korytnačky po jednej do nádoby s vodou, ktorá bola zatienená. Na východnej strane bola z vnútra pripevnená dióda, ktorá sa dala vypnúť a zapnúť. Na korytnačke bolo pripevnené stopovacie rameno, ktoré zaznamenávalo jej pohyb a prenášalo údaje do počítača.
Červenou je vyznačená trasa, ktorou putujú morské korytnačky i niekoľkokrát za život. Modré šípky predstavujú morské prúdy.
Červenou je vyznačená trasa, ktorou putujú morské korytnačky
i niekoľkokrát za život. Modré šípky predstavujú morské prúdy.
Na začiatku každého pokusu (keďže každá korytnačka išla práve raz) bolo svetlo v akváriu zapnuté a korytnačka bola vypustená v strede akvária. Korytnačku nechali plávať 60 minúta potom svetlo vypli. Po troch minútach, aby sa korytnačka stihla spamätať, monitorovali jej pohyb ďalšiu hodinu.
Korytnačka s magnetom
Korytnačka s magnetom
Aby sa mohli získané dáta vyhodnotiť, urobili rovnaký experiment aj so skupinou mláďat, ktorým miesto magnetu pripli obyčajné závažie. Ukázalo sa, že korytnačky so závažím plávali k miestu, kde pôvodne svietilo svetlo – na východ. Avšak korytnačky s magnetom nedokázali východ nájsť a pohybovali sa po akváriu úplne náhodne. Takýmto spôsobom sa dokázalo, že korytnačky majú schopnosť magnetorecepcie a orientujú sa pomocou magnetického poľa Zeme.
Pokusné akvárium
Pokusné akvárium
Väčšina organizmov využíva viacero navigačných mechanizmov súčasne. Najvyvinutejšiu schopnosť zistiť svoju polohu a smer cesty majú tie, ktoré každoročne migrujú na dlhé vzdialenosti, napríklad lastovičky, husi, labute či kačky. Rovnako však putujú aj korytnačky, lososy, veľryby a soby. Ich pohnútky sú rôzne: niektoré sa sťahujú na zimu do teplejších krajín, na optimálne miesto pre svoje potomstvo alebo za potravou. Niektoré putujú samostatne, iné v celých skupinách, niekedy i tisíce jedincov naraz. Niektoré prejdú svoju púť len raz za život, iné ju však podstupujú každoročne. Spája ich jediná vec: úžasný, zatiaľ nie úplne pochopený zmysel pre orientáciu.
Barbora Trubenová