Otázku po původu a podstatě života si lidé pokládali odnepaměti, ale odpověď na ni se po většinu historie nesla v duchu domněnek a více či méně podložených spekulací. S rozvojem genetiky, evoluční, molekulární a buněčné biologie ale vědci získali nové nástroje, které jim umožnily hledat odpověď na tyto věčné otázky přímo na hranicích mezi živým a neživým a dovolily jim zkoumat nejzákladnější rysy, které činí život životem.

Pokrok, jehož jsme na tomto poli dosáhli, se ve své populárně-naučné knize rozhodl přiblížit britský genetik a nositel Nobelovy ceny Paul Nurse, který se po schodech vybudovaných z pěti základních myšlenek biologie pokouší vystoupat až na vrchol a zodpovědět kardinální otázku: Co je život?
Buňka. Atomy biologie
Gen. Zkouška časem
Evoluce přírodním výběrem. Náhoda a nutnost
Život jako chemický děj. Řád z chaosu
Život jako informace. Fungovat jako celek

Cílem jeho stručného a zároveň hlubokého pojednání protkaného řadou osobních vzpomínek není seznámit čtenáře pouze s některými nejnovějšími biologickými poznatky, nýbrž i s fungováním samotné vědy a výzkumu. Nurse se svou knihou zároveň snaží poukázat na to, jak je pozemský život úchvatný, jedinečný a provázaný, což by nás mělo přimět, abychom si jej vážili, pečovali o něj a nepřehlíželi problémy, jimž i kvůli nám čelí.
Vychází ve spolupráci s nakladatelstvím Argo.

Paul Nurse / Biologie v pěti lekcích. Co je život? / Překlad Pavel Pecháček, Vydal Dokořán, řada Aliter, vydání 1, poprvé vyšlo 25.05.2021.
Originál knihy: What is Life? Understand Biology in Five Steps

Buňka / atomy biologie

Buňku jsem poprvé viděl ve škole, nedlouho po svém setkání s tím žlutým motýlem. Ve třídě jsme nechali vyklíčit sazeničky cibule, rozmačkali kořínky mezi sklíčky a vložili je pod mikroskop, abychom se podívali, z čeho se skládají. Můj inspirativní učitel biologie Keith Neal nám vysvětlil, že si prohlížíme buňky, základní jednotky života: pravidelné řady krabicovitých buněk, všechny poskládané do úhledných sloupečků. Bylo nesmírně působivé, že růst a dělení těchto drobných buněk stačí na to, aby se kořeny cibule vtlačily do půdy a vyvíjející se rostlina měla dostatek vody, živin a opory.

S tím, jak jsem se o buňkách dozvídal stále víc, pocit úžasu dál rostl. Buňky nabývají neuvěřitelného množství tvarů a velikostí. Většina je příliš malá, než abychom je mohli spatřit pouhým okem – jsou opravdu miniaturní. Kdybychom vzali buňky jisté parazitické bakterie, která napadá močový měchýř, naskládaly by se jich vedle sebe do 1 milimetru celé 3 000.
Jiné buňky jsou obrovské. Pokud rádi snídáte vajíčka, uvědomte si, že celý žloutek je jedna jediná buňka. Ohromné buňky se vyskytují i v našem těle. Nalezneme v něm kupříkladu nervové buňky, které sahají od spodní části páteře až ke konci palce u nohy. Z toho plyne, že každá z nich bývá asi metr dlouhá!

Ačkoli je tato pestrost zarážející, nejzajímavější je, co mají všechny ty buňky společného. Vědci chtěli odjakživa znát totožnost základních jednotek toho, co zkoumají, čehož je nejlepším příkladem atom coby základní stavební jednotka hmoty. Atomem biologie je buňka. Buňky nejsou jen základní stavební jednotky všech organismů, ale jsou též základními funkčními jednotkami života. Tím se myslí, že buňky jsou nejmenšími entitami, jež projevují základní charakteristiky života. Na této skutečnosti stojí myšlenka, které biologové říkají buněčná teorie: pokud je nám známo, platí, že vše živé na této planetě je buď buňkou, nebo se ze souboru buněk skládá. Buňka je tou nejjednodušší věcí, o níž lze s konečnou platností říct, že je živá.

Buněčná teorie je stará asi půldruhého století a stala se jedním ze základních pilířů biologie. Vzhledem k významu této myšlenky pro porozumění biologii je překvapující, že jí veřejnost není fascinována ani zdaleka tolik, jak si zaslouží. Snad je to proto, že se většina lidí na hodinách biologie učí přemýšlet o buňkách jako o pouhých základních stavebních kamenech komplexních bytostí. Skutečnost je však mnohem pozoruhodnější.

Příběh buňky se začal psát v roce 1665 zásluhou Roberta Hooka, člena tehdy nedávno vytvořené londýnské Královské společnosti, jedné z prvních vědeckých akademií na světě.
Jak už to tak ve vědě často bývá, impulzem jeho objevu byla nová technologie. Jelikož je většina buněk příliš malá, než aby je bylo možné pozorovat pouhým okem, musel jejich objev počkat na vynález mikroskopu začátkem 17. století. Vědci v sobě leckdy spojují teoretika a zkušeného řemeslníka, a to nepochybně platilo i o Hookovi, jemuž nedělalo potíže prozkoumávat hranice fyziky, stavitelství nebo biologie, a zároveň vynalézat vědecké přístroje. Sestrojil si vlastní mikroskopy, s jejichž pomocí následně prozkoumal neznámé světy skryté mimo dosah prostého oka.
Jednou z věcí, již Hooke pozoroval, byl tenký řez korkem. Všiml si, že korek je tvořen vrstvami uzavřených dutin, které se velmi podobají buňkám ve špičce kořene cibule, jež jsem viděl o 300 let později. Hooke tyto dutinky pojmenoval buňky (cells) podle latinského cella, což znamená malý pokoj či kóje. Tehdy Hooke nevěděl, že buňky, které nakreslil, nejsou pouze základní složkou všech rostlin, nýbrž života vůbec.

O další zásadní objev se nedlouho po Hookovi postaral nizozemský badatel Antoni van Leeuwenhoek, když objevil jednobuněčný život.
Všiml si mikroskopických organismů plovoucích v rybniční vodě a rostoucích v plaku, který si seškrábl ze zubů, což pro něj bylo znepokojivě zjištění, neboť si na své ústní hygieně velmi zakládal. Těmto nepatrným tvorům dal roztomilé, dnes však ji nepoužívané jméno „animalcula“ neboli „zvířátka“. Organismy, které prosperovaly na jeho zubech, byly ve skutečnosti vůbec první popsané bakterie. Leeuwenhoek narazil na zcela novou doménu drobných jednobuněčných živých forem.

Dnes víme, že bakterie a další mikrobiální buňky (mikroskopický organismus schopný žít v podobě jediné buňky se obvykle označuje jako mikrob) jsou zdaleka nejběžnější a nejrozmanitější pozemskou formou života.
Obývají všechna prostředí od nejvyšších vrstev atmosféry po hlubiny zemské kůry. Bez nich by se život zastavil. Rozkládají odpad, vytvářejí půdu, recyklují živiny a vychytávají ze vzduchu dusík, který živočichové a rostliny potřebují k růstu. A pokud jde o naše vlastní tělo, zjistili vědci, že na každou z jeho 30 či více bilionů buněk připadá minimálně jedna buňka mikrobiální. Vy a ani žádná jiná lidská bytost nejste izolovanou, samostatnou entitou, nýbrž obrovskou a neustále se měnící kolonií složenou z lidských a mimolidských buněk. Těmito buňkami jsou mikroskopické bakterie a houby, které žijí na nás i uvnitř nás a ovlivňují to, jak trávíme potravu a čelíme nemocem.

Před 17. stoletím ale o existenci těchto neviditelných buněk neměl nikdo ani potuchy, natožpak o tom, že fungují na stejných základních principech jako všechny ostatní, viditelnější formy života.
V průběhu 18. a počátkem 19. století se mikroskopy i mikroskopické techniky zdokonalily a vědci brzy buňky nacházeli v nejrozmanitějších organismech. Někteří začali spekulovat, že se ze shluků těchto „animalkulí“, které Leeuwenhoek rozpoznal o několik generací dříve, skládají všechny rostliny i živočichové, a po dlouhém zrání se nakonec zrodila plnohodnotná buněčná teorie. V roce 1839 shrnuli botanik Matthias Schleiden a zoolog Teodore Schwann vlastní výzkumy i práce mnoha jiných badatelů a napsali: „Zjistili jsme, že všechny organismy se skládají z v podstatě podobných částí, totiž buněk.“

Věda dospěla k zásadnímu závěru, že buňka je základní stavební jednotkou života.
Důsledky tohoto zjištění se ještě prohloubily, když si biologové uvědomili, že každá buňka je sama o sobě živá. Tuto představu vystihl průkopnický patolog Rudolf Virchow, který v roce 1858 napsal, že „každý živočich je podle všeho sumou živých jednotek, přičemž každá z nich disponuje všemi charakteristikami života“.

To znamená, že všechny buňky jsou samy o sobě živé. Tento fakt biologové nejjasněji dokazují, když odebírají buňky z mnohobuněčného těla živočicha nebo rostliny a nechávají je žít ve skleněných nebo umělohmotných nádobách, často v takzvaných Petriho miskách s plochým dnem. Některé takto získané buněčné linie rostou v laboratořích po celém světě už desítky let. Vědcům umožňují studovat biologické procesy bez nutnosti potýkat se s komplexitou celého organismu. Buňky jsou aktivní, pohybují se, reagují na okolí a jejich obsah je neustále v pohybu. V porovnání s celým organismem, jako je zvíře či rostlina, může buňka vypadat jednoduše, ale je nepochybně živá.

V buněčné teorii, tak jak ji formulovali Schleiden a Schwann, zůstala ale jedna důležitá mezera. Nepopisovala, jak vznikají nové buňky.
Tato mezera se zacelila, když biologové zjistili, že buňky se množí dělením, a usoudili, že vznikají vždy rozdělením již existující buňky na dvě dceřiné. Virchow tuto myšlenku zpopularizoval latinským rčením „omnis cellula e cellula“, tedy že každá buňka vzniká z buňky. Toto úsloví pomohlo čelit tehdy stále oblíbené, leč mylné představě, že život vzniká nepřetržitě a samovolně z neživé hmoty. To opravdu nevzniká.

Buněčné dělení je základem růstu a vývinu všech organismů.
Je to první zásadní krok na cestě od uniformního oplozeného vajíčka živočicha v hroudu buněk, které se díky tomuto procesu posléze přemění ve vysoce komplexní a organizovanou živou entitu – embryo. Všechno to začíná u buňky, která se rozdělí a dá vzniknout dvěma buňkám, jež si mohou osvojit odlišnou identitu. Na stejném procesu stojí celý následný embryonální vývin
– opakující se buněčná dělení, po nichž dozráváním buněk do podoby stále specializovanějších tkání a orgánů vzniká čím dál propracovanější zárodek. Z toho plyne, že všechny živé bytosti, bez ohledu na velikost nebo složitost, povstávají z jediné buňky. Asi bychom si buněk vážili trochu víc, kdybychom si připomínali, že každý z nás býval kdysi jedinou buňkou. Opakovaný růst a dělení buněk je základem toho, jak život ve vší své bohatosti a rozmanitosti roste a vyvíjí se.

Buněčné dělení vysvětluje také zdánlivě zázračný způsob, jímž se tělo samo uzdravuje.
Kdybyste se řízli o hranu této stránky, ránu by vám pomohlo zacelit – a zachovat tak tělesné zdraví – lokalizované buněčné dělení okolo řezu. Schopnost těla podnítit opakované buněčné dělení má ovšem i stinnou stránku: rakovinu. Rakovina je zapříčiněna nekontrolovaným růstem a dělením buněk, jejichž zhoubnost se může šířit a poškozovat celé tělo, nebo je i zahubit.
Růst, oprava, degenerace i zhoubnost souvisejí se změnami vlastností našich buněk, v nemoci i ve zdraví, v mládí i ve stáří. Ve skutečnosti lze většinu nemocí vysledovat až na úroveň špatného fungování buněk. Pochopení, co se v nich pokazilo, je základem vývoje nových léčebných metod.

Buněčná teorie nepřestává mít dopad na směřování biologického i lékařského výzkumu a zásadně ovlivnila i trajektorii mého vlastního života. Když se mé třináctileté já zadívalo do mikroskopu a spatřilo buňky ve špičce kořenu cibule, zmocnil se mě zájem o buňky a jejich fungování. Když jsem začínal jako biologický výzkumník, rozhodl jsem se studovat buňky, zejména pak to, jak se množí a regulují své dělení.

Buňky, s nimiž jsem v 70. letech začal pracovat, byly kvasinky, o nichž si většina lidí myslí, že jsou dobré leda tak pro výrobu piva, vína nebo chleba, nikoli k řešení základních biologických problémů. Ve skutečnosti jsou však vynikajícími modelovými organismy pro pochopení, jak fungují buňky složitějších organismů.
Buňky kvasinek se pozoruhodně podobají rostlinným a živočišným buňkám. Jsou také malé, poměrně jednoduché, rychle rostou a jsou poměrně nenákladné, krmí-li se obyčejnými živinami. V laboratoři jsme je pěstovali buď volně plovoucí v tekutém živném médiu, nebo na povrchu agaru v plastové Petriho misce, kde vytvářejí krémově zbarvené kolonie o šířce pár milimetrů, přičemž každá kolonie obsahuje miliony buněk. Navzdory, nebo lépe řečeno díky své jednoduchosti nám kvasinky pomohly porozumět, jak se dělí buňky většiny organismů, včetně těch lidských. Poměrně hodně z toho, co víme o nekontrolovaném buněčném dělení rakovinných buněk, se nejprve zkoumalo na obyčejných kvasinkách.

Buňky představují základní jednotky života. Jsou to individuální živé entity obklopené membránami, které jsou tvořeny lipidy. Nicméně tak jako najdeme v atomech elektrony a protony, obsahují i buňky mnoho menších součástí. Dnešní mikroskopy jsou velmi výkonné a biologové s jejich pomocí uvnitř buněk odhalují komplikované a často velice krásné struktury.
Těm největším, které jsou obalené svou vlastní membránou, se říká organely.
Řídícím centrem buňky je jádro (nucleus), které obsahuje genetické pokyny zapsané na chromozomech.
Dále zde najdeme mitochondrie, kterých mohou být v jediné buňce i stovky. Ty fungují jako miniaturní elektrárny, jež buňky zásobují energií potřebnou k růstu a přežití. Buňky obsahují ještě celou řadu schránek či přihrádek, jež plní sofstikované logistické funkce, budují, odbourávají nebo recyklují buněčné části, přepravují materiál do buňky i z ní a transportují jej na různá místa uvnitř ní.

Všechny organismy ale nejsou založené na buňkách, které obsahují organely obalené membránou a složité vnitřní struktury.
Podle přítomnosti či nepřítomnosti jádra obklopeného membránou se život dělí do dvou hlavních větví. Organismy, jejichž buňky obsahují jádro, například živočichové, rostliny a houby, označujeme jako eukaryota. Těm bez jádra říkáme prokaryota a dělí se na bakterie a archea. Archea se co do velikosti a stavby podobají bakteriím, ale ve skutečnosti jsou si obě skupiny jen vzdáleně příbuzné. Z hlediska molekulárních pochodů se archea v některých ohledech podobají více eukaryotům, jako jsme my, než bakteriím.

Kriticky důležitou součástí buňky, prokaryotické i eukaryotické, je její vnější membrána.
Ačkoli má tloušťku pouze dvou molekul, představuje pružnou „hradbu“ či bariéru, která každou buňku odděluje od jejího okolí, čímž určuje, co se nachází „uvnitř“ a co „vně“. Tato bariéra je klíčová z flozofckého i praktického hlediska. Koneckonců vysvětluje, jak živý svět úspěšně odolává všeobecnému tíhnutí vesmíru k neuspořádanosti a chaosu. Uvnitř izolujících membrán mohou buňky nastolit a rozvíjet řád, který potřebují, aby mohly fungovat. Současně vytvářejí ne-řád ve svém vnějším okolí. Takto se život vyhýbá porušování druhého termodynamického zákona.

Všechny buňky detekují změny svého vnitřního stavu i stavu okolního světa a reagují na ně. Takže i když jsou oddělené od prostředí, v němž žijí, jsou se svým okolím v těsném kontaktu. Jsou také neustále aktivní a snaží se zachovávat stav svého vnitřního prostředí, které jim umožňuje přežívat a prosperovat. To mají společné s lépe pozorovatelnějšími tvory, například motýlem, kterého jsem sledoval jako dítě, a ostatně i s námi.
Buňky ve skutečnosti sdílejí mnoho základních rysů s nejrůznějšími živočichy, rostlinami a houbami. Rostou, množí se, zachovávají samy sebe a při vykonávání všech těchto činností působí, že jednají účelně: usilují o to vytrvat, zůstat naživu a rozmnožit se, ať se děje cokoli.

Všechny buňky, od bakterií, jež Leeuwenhoek našel na svých zubech, až po neurony, které vám umožňují číst tato slova, sdílejí uvedené vlastnosti se všemi živými bytostmi. Porozumění funkci buněk nás přivádí blíže pochopení, jak funguje život.

Základem existence buňky jsou geny, k nimž se dostaneme v následující části. Geny kódují instrukce, které každá buňka používá k vybudování a uspořádání sebe sama. Při reprodukci buněk i organismů se tyto geny musejí předávat každé nové generaci.

The post Biologie v pěti lekcích. Povedená populárně-naučná kniha o tom, co je život first appeared on Čítárny.

Všechno o světě kolem nás se dozvídáme prostřednictvím smyslů. A zdaleka k tomu nevyužíváme jen známou pětici tvořenou zrakem, sluchem, chutí, hmatem a čichem. Biolog a zkušený popularizátor vědy Jaroslav Petr jich napočítal až ke třiceti a ve své knize Desatero smyslů nás pomocí stovek kuriozních příběhů zavádí do fascinujícího světa evolučních vymožeností a způsobů, jakými zvířata, ale i lidé vnímají okolní svět. A věřte, že Jaroslav Petr je skutečné dobým vypravěčem.

Někteří nevidomí lidé se orientují podle odražených zvuků podobně jako netopýři a je možné, že máme i vnitřní kompas. Zvířatům ovšem nabízejí jejich smysly takové vnímání světa, jaké si jen stěží dokážeme představit. Některé ryby vedou rozhovory prostřednictvím elektrických výbojů, zpěvní ptáci slyší blížící se bouři s několikadenním předstihem, želvy dovedou hmatat i přes tvrdý krunýř a sépie registrují pestré barvy, i když jsou barvoslepé.

Při detailnějším pohledu je svět lidských a zvířecích smyslů plný podobných překvapení. Jaroslav Petr shromáždil neuvěřitelné množství různých anomálií, kuriozit a zvířecích přeborníků a jejich prostřednictvím nás zavádí do říše zvířecích smyslových vymožeností, nad kterými často zůstává rozum stát. Zároveň ale také upozorňuje na úskalí, která zvířatům, jejichž smysly se utvářely a evolučně cizelovaly po tisíciletí, způsobují násilné zásahy do přírody, ať již jde o světelné znečištění, ruch velkoměst či ohlušené velryby následkem lodní dopravy a sonarů pročesávajících mořské hlubiny.

Kniha vyšla jako audiokniha >>

Z rozhovoru Alžběty Knappové s Jaroslavem Petrem:

Kniha je doslova nabitá stovkami těch nejkurióznějších informací. Jak vypadala příprava práce na knize
a výběr jednotlivých příběhů?
Na knize jsem pracoval sedm let. Nasbíral jsem obrovské množství článků publikovaných ve vědeckých časopisech. Mnohem víc, než kolik jsem pro knihu nakonec použil. I tak byla první verze rukopisu asi o třetinu delší. Proškrtávání bylo obtížnější než psaní, ale snad tak v knize zůstalo opravdu to nejdůležitější a nejzajímavější.

Co vás samotného nejvíc překvapilo? Byl pro vás jako pro vědce některý z objevů šokující?
Překvapily mě sépie, které spolu komunikují změnami v barvě kůže, i když jim v oku chybí buňky pro barevné vidění, a jsou tedy barvoslepé. Vyu-žívají toho, že se jim na zornici různě láme světlo odlišných barev, takže bar evné signály nakonec rozeznají. Asi nejvíc mne fascinuje vnitřní kompas zvířat. Pokud bych měl něco označit za šokující, pak je to fakt, že zvířecí kompasy nemají něco jako střelku, ale pracují na principech kvantové fyziky.

A co ohrožuje naše lidské smysly? Je možné, že nám budou stále více zakrňovat?
Vlivem civilizace nám smysly slábnou. Ve východní Asii je přes 90 % mladistvých stiženo krátkozrakostí. Zřejmě je to tím, že tráví jako děti hodně času při umělém osvětlení a málo času na silném denním světle. Kvůli používání navigace nám slábne orientační smysl. Naše smysly ale ohrožují i další vlivy. Asi deset procent lidí má po covidu dlouhodobě narušený čich nebo chuť. To není banalita. Člověka pak třeba nevaruje pach kouře v domě, kde propukl požár.

Jaroslav Petr / Desatero smyslů. Jak lidé a zvířata vnímají okolní svět. / Vydal Dokořán, vydání 1, poprvé vyšlo 19.01.2021, 1. dotisk 18.05.2021.

Doporučujeme velmi zajímavou přednášku Jaroslava Petra o genetických manipulacích.
{youtube}8CI60EDKVdU{/youtube}
Jaroslav Petr (* 1958)
Vystudoval Vysokou školu zemědělskou v Praze. Pracuje ve Výzkumném ústavu živočišné výroby, kde se zabývá biologií reprodukce. Vyučuje biotechnologie na České zemědělské univerzitě v Praze a na přírodovědeckých fakultách Univerzity Karlovy, Masarykovy univerzity a Jihočeské univerzity. Ve volném čase se věnuje popularizaci vědy. Dlouhodobě spolupracuje s Českým rozhlasem a Lidovými novinami, přispívá do časopisů a internetových serverů věnovaných popularizaci vědy (osel.cz) a vydal dvě příručky Klonování. Hrozba, nebo naděje? (2003) a Když jdou ryby rybařit (2010).

Dánští vědci mají jasno. Japonské saké je třiapůlkrát lahodnější než pivo a skoro šestkrát lahodnější než víno.

Objevitel chutě umami (v překladu “příjemná chuť”) a látky, která ji vyvolává – glutamát sodný byl japonský chemik Kikunae Ikeda (1864 – 1936). Později našel způsob, jak glutamát získat z pšenice a sojových bobů.

Zaslechnout z úst univerzitního profesora tvrzení, že člověk je vybaven čtyřmi základními chutěmi – sladkou, slanou, hořkou a kyselou – není bohužel výjimečná událost. Pátou základní chuť umami sice popsal japonský chemik Ikeda už v roce 1908, ale širší veřejnost se s její existencí příliš nesžila. Zůstává u čtyřka základních chutí, jak je stanovil už Aristoteles. Přitom umami, tj. chuť glutamátu a v souvislosti s ní i chuť bujónů a masitých pokrmů si užívají nejen zapřisáhlí masožravci. Drtivé většině lidí umami chutná, protože signalizuje vydatné zdroje aminokyselin. Ostatně její jméno bychom mohli přeložit do češtiny jako „lahodná“.

Dánští vědci nyní otestovali, jak silně nám dráždí chuťové receptory pro glutamát některé alkoholické nápoje. Výsledky zveřejnili ve vědeckém časopise Food Chemistry. Tým vedený Olem Mouritsenem z Kodaňské univerzity ve Frederiksbergu stanovil obsah volného glutamátu v osmi různých saké, v devíti druzích bílých, růžový a šumivých vín, devíti druzích šampaňského a také v pěti druzích piv. Ukázalo se, že čím delší je doba fermentace nápojů kvasinkami, tím vyšší je i obsah glutamátu. Takže jak lze nápoje seřadit podle „lahodnosti“?

Tradiční láhev na saké. Pravému japonskému saké se říká Nihonšu. Vyrábí se ze speciální odrůdy rýže (sakamai). Uvařená zrna se nejprve musí infikovat plísní koji, jde o Aspergillus oryzae (česky kropidlák), Plíseň štěpí škrob na cukry, které snadno kvasí. Proces výroby několikanásobnou fermentací se podobá výrobě piva. Asi nejvíc vešlo saké ve známost jako jako nápoj pilotů kamikaze. V anglosaských zemích se (kvůli výslovnosti) píše saké s čárkou. V češtině to máme tendenci vyslovovat dlouze. V zemi původu by vám po takové objednávce kýžený nápoj ale nedonesli. (Kredit: Walters Art Museum).
Tradiční láhev na saké. Pravému japonskému saké se říká Nihonšu. Vyrábí se ze speciální odrůdy rýže (sakamai). Uvařená zrna se nejprve musí infikovat plísní koji, jde o Aspergillus oryzae (česky kropidlák), Plíseň štěpí škrob na cukry, které snadno kvasí. Proces výroby několikanásobnou fermentací se podobá výrobě piva. Asi nejvíc vešlo saké ve známost jako jako nápoj pilotů kamikaze. V anglosaských zemích se (kvůli výslovnosti) píše saké s čárkou. V češtině to máme tendenci vyslovovat dlouze. V zemi původu by vám po takové objednávce kýžený nápoj ale nedonesli. (Kredit: Walters Art Museum).

Na prvním místě se umístilo saké. Pokud bychom jeho obsah volného glumátu vzali za 100 %, pak pivo by bylo na 28 %, šampaňské na 21 % a další vína na 17 %. Jak je vidět, umami je v Japonsku jako doma nejen svým názvem a původem objevitele.

Právě fakt, že se lze i dnes setkat s přednáškami z fyziologie živočichů nebo různých potravinářských oborů, v kterých vyučující existenci chuti umami celkem blahosklonně opomíjí, stál u zrodu knihy Desatero smyslů. Počáteční zvědavost zacílená na okolnosti objevu páté základní chuti zavedla autora k širšímu pohledu na chuti nejen lidské ale i zvířecí. Odtud byl pak už jen kousek k podobnému zahloubání nad dalšími smysly. Vždyť všechno o světě kolem nás se dozvídáme prostřednictvím smyslů. A zdaleka k tomu nevyužíváme jen známou pětici tvořenou zrakem, sluchem, chutí, hmatem a čichem. Někteří nevidomí lidé se orientují podle odražených zvuků podobně jako netopýři a je možné, že máme i vnitřní kompas. Zvířatům ovšem nabízejí jejich smysly takové vnímání světa, jaké si jen stěží dokážeme představit. Některé ryby vedou rozhovory prostřednictvím elektrických výbojů, zpěvní ptáci slyší blížící se bouři s několikadenním předstihem, želvy dovedou hmatat i přes tvrdý krunýř a sépie registrují pestré barvy, i když jsou barvoslepé. Při detailnějším pohledu je svět lidských a zvířecích smyslů plný podobných překvapení.

Zvířecí smysly se vyvíjely miliony let a evolučně se vycizelovaly do stavu, kdy svým majitelům nabízejí adekvátní služby. Jen obtížně se však vyrovnávají s násilnými zásahy člověka do přírody, ať již jde o světelné znečištění, ruch velkoměst, pasti skleněných ploch pro ptáky a netopýry nebo následky rámusu pod vodní hladinou způsobeného lodní dopravou nebo sonary ponorek.

I tom je kniha Desatero smyslů.
Zdroj: www.osel.cz Jaroslav Petr

The post Desatero smyslů. Poučná a čtivá výprava do světa smyslů s Jaroslavem Petrem first appeared on Čítárny.

Na světe není úžasnější věc, než zákonitosti, jimiž se řídí dění v přírodě. Snad s výjimkou výjimek, jež se těmto zákonitostem vzpírají. To napadlo i Renčína, když ústy Dlabáčka sděluje světu, že: “i nadále budou platit všechny zákony a to především zákony přírodní“.

Na první pohled jasná logika se ovšem neodráží v chování lidí, zvláště těch, kteří se díky funkcím vyšplhali do pozic, odkud je lehké uvěřit, že lze poroučet větru i děšti.
Tento jev, zvaný stupidita, se samozřejmě zrcadlí v různé míře v celé společnosti. přitom si musíme uvědomit, že stupidita není “není hloupost, stupidita není nevědomost, stupidita není omyl ani nedostatek informací. Stupidita je rozpad zpětné vazby mezi chováním a prostředím, podmíněná rozpadem takzvaných schémat. Schémata jsou poznávací programy určené k řešení problémů. Jenže úspěšné poznávací programy z minulosti vůbec nemusí být úspěšné při řešení zcela nových problémů. Nejstrašnější je stupidita tehdy, jsou-li jejími nositeli lidé velmi mocní s velmi vysokým inteligenčním kvocientem.” Takto definuje tento jev prof. Koukolík v knize: Co je mocenská posedlost, mocenská pýcha a stupidita

Katastrofa této společnosti je důsledkem stupidity a proto to “vypadá, jako kdyby přírodní zákony neplatily. Aspoň nám lidem se to tak jeví. Zákonitosti přírody mají svou vlastní logiku, která bývá na hony vzdálená tomu, co my lidé považujeme za zdravý selský rozum. Když „logiku přírody“ nerespektujeme, můžeme v dobré víře a v souladu se selským rozumem zachraňovat ohroženého papouška či želvu tak nešťastně, že tyto živočichy posuneme ještě víc na pokraj vyhubení.” Říká autor této mimořádné knihy Jaroslav Petr.

Doporučujeme velmi zajímavou přednášku Jaroslava Petra o genetických manipulacích.
{youtube}8CI60EDKVdU{/youtube}

Ukázka první:
Do kapitoly věnované spolupráci čtenář vstoupí příběhem Laurenta van der Posta:

Stmívalo se. Laurent van der Post se potuloval tábořištěm Křováků a náhodou narazil na starou babičku vyprávějící třem malým dětem pohádku. Jen se přiblížil, stařenka zmlkla. Marně ji badatel prosil, aby pokračovala. Žena předstírala, že je hluchá a neslyší, co van der Post říká. Za chvíli se kolem seběhli další členové lovecké tlupy a potvrzovali stařenčina slova.

„To je čistá pravda. Je hluchá. Neslyší vás!“ volali jeden přes druhého.
„Tak vidíte,“ usmála se žena. „Je to jak říkají, jsem hluchá a neslyším vás.“
Laurent van der Post strávil mezi Křováky dlouhé měsíce ve snaze proniknout do tajů jejich života. Malí lovci z Kalahari se s ním dělili o potravu i o vodu, nabídli mu přístřeší, brali jej s sebou na lov. Ani za nic by se s ním však nepodělili o mýty a pohádky. Jednoho dne narazili lovci na stopy stáda antilop losích. Rozpoutala se dech beroucí honička, při které běželi lovci padesát kilometrů pískem jako o závod. Van der Post jim stačil jen díky tomu, že si nadjížděl terénním autem. Ve chvíli, kdy se zdálo, že stádo nenávratně zmizí, se podařilo van der Postovi střelit velkého antilopího býka.
Ve vzrušení nad úlovkem vykřikl jeden z lovců nadšeně k van der Postovi: „Ach, ty dítě Křováka!“
„Co to znamená?“ ptal se bílý badatel zmateně.
„Teď budeme tancovat! Od časů prvního Křováka nikdo nezabil krále všech antilop, aniž by mu nepoděkoval tancem.“
Večer se van der Post zúčastnil tance, jaký nikdy předtím neviděl. Křováci v tanci prožívali zrod své kořisti, její život i smrt. Muži tančili kolem ohně s takovou vervou, že vydupali v písku příkop hluboký do půli lýtek. Nakonec jeden po druhém padli na zem naprosto vysílení, napůl v bezvědomí a napůl v transu. Do chýší je musely odtáhnout jejich ženy.

Na druhý den se potkal van der Post s lovci až kolem poledne a měl pocit, že jim rozumí jako nikdy předtím.
„Nxou,“ oslovil muže, ke kterému měl nejblíže. „Včera jsi říkal, že se takové tance tančí od dob prvního Křováka. Kdo byl ten první Křovák?“
Nxouovou tváří se mihnul odmítavý výraz. Ale jen na okamžik. Pak se usmál a řekl: „Kdyby mi někdo řekl, že jeho jméno bylo Oeng-oeng, nevěděl bych, jak říci ne.“
„Tak první křovák byl Oeng-oeng?“ ptal se rychle van der Post.
„Ano! Och ano! Ano!“
Z rozzářené Nxouovy tváře van der Post pochopil, že křovácký lovec má z pádu bariéry mezi nimi ještě větší radost, než jakou prožívá on sám.
Pochopit někoho, kdo je naprosto odlišný, najít s ním společnou řeč a dělat s ním věci, které jsou prospěšné pro oba, bývá nesmírně těžké. Mnohé formy pozemského života v tom však přesto dosáhly mistrovství.

Ukázka druhá:
Následující ukázka dokládá, že výhodná a přirozená může být i věrnost.

Mezi savci je přinejmenším 98% druhů polygamních. Tito živočichové nevytvářejí věrné páry a samec se páří se všemi samicemi, které jsou k tomu svolné. Mezi zbývajícími druhy savců najdeme většinu tzv. sériových monogamistů. To znamená, že sice žijí v páru s jedním partnerem, ale nedrží se jej po celý život. Partnery mění a tomu stávajícímu čas od času „zahnou“. Podvádějí jej a zkoušejí se pářit s příslušníky jiných párů. U ptáků jsou sériově monogamní druhy pravidlem a druhy žijící v polygamii naopak výjimkou. Zvířecí věrnost stála dlouho stranou zájmu přírodovědců. To se však v posledních letech změnilo.

Ukazuje se, že někteří živočichové mají k vytváření trvalých párů řadu dobrých důvodů.
Pevný svazek mezi samcem a samicí je výhodný v případech, kdy jsou jejich mláďata choulostivá a vyžadují náročnou, soustavnou péči. Takový motiv vede k věrnosti amazonské žáby pralesničky klamavé (Ranitomeya imitator). Tito drobní obojživelníci žijí v korunách stromů a na zem slézají jen výjimečně. Dokonce i mláďata se vyvíjejí vysoko na d zemí. Samice klade vajíčka do vody zachycené mezi listy bromélií rostoucí přisedle na větvích stromů. Do každého miniaturního „rybníčku“ uloží pět vajíček, která pak sameček nepřetržitě hlídá. Na stráži stojí, i když se z vajíček vylíhnou pulci. V malé vodní nádržce pulci jen těžko najdou něco k snědku. Pokud otec z neklidu potomků usoudí, že pulci mají hlad, volá zvláštním zvukem matku. Ta naklade do rybníčku další vajíčka. Z těch se budou líhnout další pulci. Jsou určena za potravu hladovým mláďatům. Věrností se pralesničky klamavé chrání před velkou investicí do cizích potomků. Hlídat celé dny cizí mláďata nebo je krmit vlastními vajíčky si žabky nemohou dovolit.

Ze stejného důvodu tíhnou k monogamii i mnozí krmiví ptáci, jejichž mláďata jsou životně závislá na rodičovské péči.
Ze savců motivuje náročná výchova potomků k věrnosti křečka velkého (Hypogeomys antimena). Tento hlodavec žije jen v jedné části ostrova Madagaskar a dorůstá velikosti králíka. Jakmile se samice se samcem spáří, vytvoří se mezi nimi pouto na zbytek života. Křečci velcí mají jen jedno mládě a samice je s to zabřeznout dvakrát do roka. Oba rodiče se o potomka pečlivě starají. Při útoku šelmy, dravce nebo hada jsou ochotni nastavit za potomka krk. Synové zůstávají v péči rodičů rok, dcery tráví s matkou a otcem dokonce první dva roky života.

Mezi savci vynikají pevností svazků i bobři evropští (Castor fiber).
V jejich případě není motivem pro věrnost ani tak péče o potomky jako společně nahromaděný „majetek“. Bobři jsou závislí na existenci systému hrází, za kterými se hromadí voda. Rozsáhlá vodní plocha vzniklé nádrže usnadňuje zvířatům získávání potravy a skýtá jim ochranu před nepřáteli. Rekordní hráze jsou výsledkem usilovné práce několika bobřích generací a ty skutečně kapitální se délkou blíží jednomu kilometru. Masa hráze z dřeva, bláta a kamení se tyčí až do výšky čtyř metrů a u základny může dosahovat šířky přes sedm metrů. K tomu staví bobři ještě systém vedlejších hrází výše po proudu nebo na přítocích. Velkou námahu je stojí i vybudování bobřího „hradu“ – mohutné stavby, v jehož nitru se ukrývá dvoukomorové hnízdo. Společně nahromaděný „majetek“ v podobě hrází a hradů spojuje samce a samici velmi pevným poutem. Nemohou si dovolit střídání partnerů, protože jednou zbudovaný systém vyžaduje neustálou údržbu a opravy. Samec a samice se jeden bez druhého ani na chvíli neobejdou.

Ukázka třetí:
Lidské společenství je důmyslně organizované.

Lov mamuta, stavba pyramidy nebo let na Měsíc by se neuskutečnily, kdyby to všechno někdo neřídil. Lidské dějiny jsou plné známých i neznámých organizátorů – náčelníků pravěkých tlup, faraonů, králů a císařů, prezidentů, šéfů firem a výzkumných projektů, kteří tu více tu méně úspěšně rozhodovali a řídili lidskou společnost.

Eusociální společenství fungují bez toho, že by některý jedinec zaujímal výsadní řídící postavení.
Přesto zvládají nejednu úlohu lidského státu. Mravenci budují složitá hnízda, brání teritorium před vetřelci, udržují sídliště v čistotě a pořádku, pečují o potomstvo, berou do otroctví jiné mravence nebo pěstují houby. A přitom ani jeden z mravenců neřídí činnost druhých obyvatel mraveniště. Ani královna, navzdory svému jménu, neplní roli organizátora, který přesně zná potřeby mraveniště a jeho momentální stav. Královna neurčuje, jaká opatření je třeba provést pro optimální chod celého společenství. Všechno tu běží jaksi samo od sebe.

Někdy má kolonie na každou práci doživotní speciality.
Například malé dělnice shánějí potravu, zatímco velké dělnice plní úkoly při obraně mraveniště. Jindy se mění pracovní zařazení s věkem. Mladá včela pracuje první tři dny svého života jako uklízečka. Od čtvrtého dne se přeškoluje na krmení a napájení starších larev. Ve věku šesti dnů jí začnou fungovat zvláštní hlavové žlázy, jejichž sekretem pak krmí nejmladší larvy. Ve věku dvanácti dnů už vyrábí žlázami na zadečku vosk a začne stavět plásty. Od osmnáctého dne života se připravuje na plnění úloh mimo úl. Nejprve hlídá vlet do úlu a vydává se do okolí na průzkumné lety. Ve věku tří týdnů je připravena na nejnáročnější funkcí včely létavky. Sbírá nektar, pyl a vodu a nosí to všechno do úlu.

Mohlo by se zdát, že včely organizují práci prostřednictvím „tanců“.
Jejich tajemství odhalil ve čtyřicátých letech minulého století německý přírodovědec Karl von Frisch a vysloužil si za to Nobelovu cenu. Obecně známé jsou tance v kruhu, které označují výskyt bohatého zdroje potravy v těsné blízkosti úlu, a tance ve tvaru osmičky, které určují směr, kterým je třeba letět za potravou, i vzdálenost, jakou je oři tom třeba překonat. Kromě nich byly v posledních letech odhaleny ještě dva typy tanců. Pokud se dělnice vrátí s nákladem do úlu a zastihne tam větší počet včel, které složily náklad pylu či nektaru a nemají se k dalšímu letu, tančí dělnice mobilizační „natřásavý tanec“, kterým láká lelkující dělnice na dno úlu a následně je ponouká k výletu za potravou. Naopak, pokud dělnice zastihnou v úlu jen málo dělnic starajících se donesenou potravu, volí jiný typ tance, kterým povolávají ostatní včely do práce na plástech.

Někdy se včely vrátí od zdroje potravy s hodně nepříjemnou zkušeností. Musely se například poprat s početným davem dělnic z cizího úlu. Tyto „zrazené“ dělnice před návštěvou nebezpečného místa ostatní dělnice důrazně varují. Využívají k tomu zvláštní tanec. Vyhledají po příletu do úlu včely, které svým tancem stále ještě vybízejí k letu za potravou do místa, jež se mezitím proměnilo ve smrtící past. Krátkým vrtivým tancem včela donutí zpravodajku, aby v odesílání dělnic za potravou okamžitě ustala.

Pokusy, při kterých Karl von Frisch rozluštil „řeč včel“, navozovaly notně nepřirozené podmínky.
Německý přírodovědec dával do blízkosti úlu jeden vydatný zdroj potravy a sledoval, jak na to budou včely reagovat. Tak to ale běžně v životě včel nechodí. Zdrojů potravy bývá více, jsou obvykle rozptýlené na větší ploše a nacházejí se různě daleko od úlu. Rozdíl mezi pokusem a realitou může být stejně propastný jako rozdíl mezi nedělí a všedním dnem na malé vsi. V neděli míří většina obyvatel na mši do kostela, v pondělí se rozprchnou každý za svou prací.

Za obvyklých podmínek nejsou včelí tance tak důležité. Dělnice, která přiletí do úlu s potravou sice „tančí“, aby dala vědět, odkud se vrátila, ale devíti z deseti včel, které se s jejím tancem seznámí, je to úplně jedno. Pro potravu letí tam, kde byly při svém minulém letu mimo úl. Dělnici se podaří „ukecat“ tancem jen malou část osazenstva úlu. Ani tyto „rekrutované“ včely ale nemusí označený zdroj potravy navštívit. Ukazuje se, že včely jsou při čtení zpráv zprostředkovaných tancem dosti natvrdlé. Některé shlédly taneční depeši v padesáti reprízách. Několikrát se podle této instrukce pokusily najít potravu a ani jednou neuspěly.

O druhořadém významu tanců svědčí i výsledek experimentu, v kterém vědci zkonstruovali úly, kde jsou plásty natočeny tak, aby tanec včel nedával správné údaje o zdroji potravy.
Na život v kolonii to nemělo žádný vliv. Včely, které se nemohly správně dorozumět tancem, byly ve sběru potravy stejně úspěšné jako včely, které i nadále tančily tak, jak to popsal před více než šedesáti lety Karl von Triech.
Tanec je jen jedním z mnoha komunikačních kanálů a funguje jako pojistka. Kromě zprávy zakódované v tanci vnímají včely i vůni a chuť potravy, kterou s sebou přináší do úlu úspěšná dělnice. Vidí také, kterým směrem jejich družky vylétají za potravou. Není ani reálné, aby všechny včely kolem tančící dělnice vnímaly tanec kompletně. Některé z něj nevidí skoro nic a musí se spolehnout na vůni nebo chuť potravy. Další sice zachytily informaci o směru, kterým je potřeba letět za potravou, ale „přehlédly“ údaje o vzdálenosti zdroje potravy. Jiné dělnice se naopak dozvěděly, jak je to k potravě daleko, ale netuší, kterým směrem je třeba letět. V situacích, kdy včely nemají z nějakého důvodu nedostatek jiných signálů, například když potrava nevoní nebo nemá typickou chuť, nabývá tanec na důležitosti. Najednou se včely o tančící dělnici zajímají a řídí se striktně jejími instrukcemi tak, jak to pozoroval Karl von Frisch.

Bez řízení se obejde i stavba komplikovaného termitího hnízda, i když práce všekazů na první pohled připomíná činnost dobře organizované zednické party.
Není tu však polír, který by podle plánů určil, kde založit pilíř a jak velká bude komůrka. Termitům však zednický mistr nechybí. Jejich stavebním materiálem jsou jakési cihly, kousky stavební hmoty vytvořené ze slin a hlíny. Termití dělnice je v první fázi budování rozmisťují zcela náhodně. Termití cihly se o sebe postarají samy. Obsahují jednu příměs, která většině stavebních materiálů chybí – pachovou látku, jakýsi parfém. Pokud se na kterémkoli místě náhodou sejde dostatek dělnic a ty nahromadí nadkritické množství stavebního materiálu, zařídí už vůně hromady cihel vše potřebné. Termity vůně přitahuje, a proto nosí na voňavé místo další a další cihly. Díky efektu, který připomíná nabalování sněhové koule valící se z kopce dolů, přechází stavba pilíře do druhé fáze, kdy se náhodná a neuspořádaná aktivita termitů mění v koordinované hromadění stavebního materiálu v určitém bodu. Když je budovaný pilíř dostatečně mohutný, začne být jeho vůně pro termity až příliš silná. Začnou se mu vyhýbat a jeho stavbu tím ukončí. Tak vzniká v termitišti složitá spleť komůrek a chodbiček.

V jednom místě termitiště musí dělnice vybudovat obří komnatu pro královnu, která dorůstá délky až několika centimetrů. Její rozměry si určí sama královna, respektive její pach. Termití dělnice nedokážou stavět pilíře v místech, kde je koncentrace královnina pachu příliš vysoká. Naopak, pokud v místě vonícím silně po královně narazí na pilíř nebo zeď, okamžitě ji začnou bourat. Termiti proto budují pilíře a stěny jen v dostatečné vzdálenosti od královny. Tak je i bez plánů a stavitelů zajištěno, že královna dostane pokojíček přesně na míru – ani příliš těsný ani příliš velký. Na první pohled komplikovaná organizace činností v eusociálním společenstvu je často výsledkem překvapivě jednoduchých mechanismů, které působí na úrovni jedince.

Hádanka

Moudří učitelé biologie se nebojí před studenty přiznat, že polovina toho, co přednášejí, není pravda. Obvykle k tomu dodají, že nikdo neví, které poloviny výkladu se to týká, a proto budou zkoušet úplně všechno. Platí to měrou vrchovatou i o knížce „Když jdou ryby rybařit“. Navzdory velké snaze nemůžeme vyloučit, že polovina knížky nakonec obsahuje mylné informace. Na rozdíl od hodin biologie se však její čtenář nemusí bát zkoušení. Na konci každé kapitoly na něj nicméně čeká otázka, na které si může ověřit, co všechno o přírodě ví. Tady je ukázka jedné z nich:

Sklapnutí úst může být velmi účinná obrana. Zdaleka se to netýká jen nepředložených prohlášení. Mistrem v tomto oboru je bezesporu jihoamerický mravenec Odontomachus bauri.
Dokáže čelisti svých dlouhých kusadel sklapnout během pouhé desetitisíciny sekundy. Příslovečný okamžik – tedy mžiknutí lidského oka – trvá 2 300krát déle. Mravenec dokáže díky tomu chytit i velmi čilou kořist.
Úžasné je zrychlení mravenčích čelistí a zároveň síly, které přitom vznikají. Když mravenec sklapne čelisti naprázdno, vyhodí to jeho tělo do vzduchu. Mravenec pak udělá salto, které ho vynese do výšky 8 centimetrů nebo jím mrští na vzdálenost 40 centimetrů. Mravenec může dráhu letu volit předem. Nastavením sklapávajících čelistí určí, zda poletí především do výšky nebo naopak poletí co nejdále. Kdyby se chtěl mravenci vyrovnat člověk vysoký 180 centimetrů, musel by skočit do výšky 13 metrů anebo doskočit do vzdálenosti 40 metrů. Mravenec letí vzduchem asi čtvrt sekundy a udělá přitom až patnáct kotrmelců. To ho zachrání například před výpadem jazyka ještěrky, jenž trvá kolem 0,2 sekundy.
V celé živočišné říši zatím neznáme tvora, který by dokázal některou částí svého těla pohybovat rychleji. Jakou rychlostí se čelist mravence Odontomachus bauri pohybuje?

a) 230 km/hod
b) 530 km/hod
c) 730 km/hod

Správná odpověď je a). Čelist mravence Odontomachus bauri se při sklapnutí pohybuje rychlostí až 230 km/hodinu

The post Tři ukázky z vynikající knihy Jaroslav Petra Když jdou ryby rybařit. O platnosti přírodních zákonů first appeared on Čítárny.