Z „červeného genu“ vědci vyčetli, že dinosauři viděli barevně  
Ketokarotenoidové pigmenty najdeme v tělech ptáků na dvou různých místech a se zcela odlišnými funkcemi. Jako olejové kapičky v oční sítnici a v jasně červených barvách jejich „šatníku“. Ze čtyřnožců jsou to želvy, které mají v oku červené olejovité kapičky a stejně jako pernatci, dávají červený karotenoid na svém těle ostentativně najevo. Obě stvoření tím toho na sebe hodně prozrazují. A na své příbuzné také

 

Ptačí světločivné buňky zvané čípky, na rozdíl od savců, obsahují tukovou kapénku (oil drop), která světlo filtruje a dovoluje oku lepší rozlišení vlnových délek (podle barviva, které osahuje). (Kredit: Jimfbleak, Wikipedia, volné dílo)
Ptačí světločivné buňky zvané čípky, na rozdíl od savců, obsahují tukovou kapénku (oil drop), která světlo filtruje a dovoluje oku lepší rozlišení vlnových délek (podle barviva, které osahuje). (Kredit: Jimfbleak, Wikipedia, volné dílo)

 

Želví a ptačí oči se anatomicky od těch našich, prakticky neliší. Ale jak už kdysi Petr Janda  s Olympicem předeslal, „Ne moc snadno se želva po dně honí“. Jakoby už tehdy zpěvák věděl, že želvy vidí lépe než my. Mají toho s ptáky víc společného, než se na první pohled zdálo. Představa, co vlastně vidí, se nám dělá dost těžko. Mají (jako my) tři typy čípků citlivých na „viditelnou“ oblast spektra. Sítnice ptáků ale ještě navíc obsahuje čtvrtý typ čípků, který my nemáme, a který jim umožňuje zaznamenat blízké ultrafialové (UV) záření v oblasti 300–400 nm. Již to jim poskytuje kvalitativně lepší vidění, než jaké má člověk. Ale ani to ještě není vše. Nejenže ptáci vnímají pro nás neviditelné UV záření, ale mohou také rozlišovat mnohem širší spektrum barevných odstínů. Ptákům i želvám k tomu pomáhá vychytávka v podobě olejových kapének, kterými jejich buňky v sítnici filtrují přicházející světlo. Jejich čípky totiž obsahují kapku s barvivem, která světlo filtruje a dovoluje lepší rozlišení vlnových délek a to podle barviva, které obsahuje (zelené, žluté a červené).


Nick Mundy, vedoucí anglicko-americko-švédského kolektivu: Červená barva je častým znakem vysoké kvality partnera. (University of Cambridge)
Nick Mundy, vedoucí anglicko-americko-švédského kolektivu: Červená barva je častým znakem vysoké kvality partnera. (University of Cambridge)

Olejové filtry

Kapičky s barvivem fungují v světločivných buňkách tak trochu jako polarizační filtry, které nasazujeme na objektivy našich fotoaparátů. Kdo je jednou použil, nerad je dává z ruky - ví totiž, že s nimi lze dosáhnout věrnějšího podání barev, lepšího vykreslení, odstranění odlesků a zvýšení sytosti barev s odstraněním oparu. Ptákům jejich kapičky také umožňují lépe rozlišit světelné spektrum a vidět více barev, než kolik toho zvládají oči lidské.


Ptákům musíme připadat barvoslepí

Ještě zajímavější na červených olejovitých kapičkách v  očích ptáků a želv je, že mají stejný základ, jako  má červená barva zobáků, peří, nožek či skvrn v želvím krunýři. Vše se odvíjí od syntézy ketokarotenoidů a v tom má prsty gen CYP2J19. A právě díky tomu se nyní genomikům podařilo vystopovat, jakými cestičkami se evoluce barevného vidění ubírala.

 

Želva ozdobná (mezi lidem známá spíš jako želva malovaná). Je nejrozšířenější želvou Severní Ameriky. Červený pigment, stejně jako u ptáků, jí slouží jak k lepšímu barevnému vidění, tak k vnější signalizaci, jak na tom po stránce metabolismu její organismus je. (Kredit: Nicole Valenzuela)
Želva ozdobná (mezi lidem známá spíš jako želva malovaná). Je nejrozšířenější želvou Severní Ameriky. Červený pigment, stejně jako u ptáků, jí slouží jak k lepšímu barevnému vidění, tak k vnější signalizaci, jak na tom po stránce metabolismu její organismus je. (Kredit: Nicole Valenzuela)

 

Z výzkumu britsko-americko-švédského kolektivu vyplynulo, že želvy mají ortologní gen CYP2J19, ale krokodýli, hadi a haterie (lepidosauři) nikoliv. A protože ortologní geny vznikají genovou duplikací, logicky z toho vyplývá, že k duplikaci zmíněného genu mohlo dojít jen v době, než se želvy a archosauři vydali svými vlastními evolučními cestami (autoři pro to použili termín než došlo ke speciaci).


Teorie (nudné, možno přeskočit)

Pod pojmem homologní se v článku míní geny odvozené z jednoho společného (ancestrálního) genu. Homologní geny se stále častěji dělí na dva typy: paralogní a ortologní. A sice podle způsobu, jakým vznikly. Jako paralogní geny jsou označovány ty, které jsou výsledkem duplikace ancestrálního genu, zatímco ortologní geny jsou výsledkem speciace. Dnes již genů obou skupin je známo celá řada. Například lidské geny pro jednotlivé apolipoproteiny jsou paralogní, ale geny pro apolipoprotein B u člověka a potkana jsou ortologní. Podle jejich podobnosti se dalo určit, že také gen CYP2J19 lze u řadit mezi geny ortologní.


Slovníček (také možno přeskočit)

Lepidosauři - nadřád plazů, kteří jsou pokrytí šupinami. Zahrnuje řády šupinatí, dnes nejpočetnější skupinu plazů a haterie.

 

Šupinatí zahrnují podřády ještěři, hadi a dvouplazi. Prastarý řád Sphenodonta zahrnuje dnes pouze dva druhy haterií žijících na ostrůvcích poblíž Nového Zélandu. Celkem obsahuje nadřád Lepidosauria přibližně 9000 druhů z celkem 9500 druhů plazů.

 

 

Archosauři - skupina živočichů náležející do třídy plazů. Z žijících živočichů sem řadíme krokodýly a ptáky. Ze známých skupin vyhynulých plazů se mezi archosary řadí Aetosauria, Phytosauria a Rauisuchia, které spolu s krokodýly tvoří skupinu Crurotarsi, a dále dinosauři, mezi které se počítají i ptáci a kteří spolu s ptakoještěry tvoří skupinu Ornithodira. Má se zato, že archosauři se objevili během permu. Svůj vrchol archosauři zažili během druhohor, kdy se stali dominantními suchozemskými obratlovci.

 

Přítomností stejného genu u různých druhů zvířat se dají stopovat klikaté cestičky dávné evoluce. (Kredit: Hanlu Twyman, University of Cambridge, 2016)
Přítomností stejného genu u různých druhů zvířat se dají stopovat klikaté cestičky dávné evoluce. (Kredit: Hanlu Twyman, University of Cambridge, 2016)

 

Tradicionalisté mohou být zde použitým zařazením archosaurů, respektujícím nejnovější poznatky fylogenetického vývoje, poněkud zaskočeni. V tradičním a dosud hojně používaném škatulkování, krokodýli tvoří třídu plazů spolu s želvami a ptáci jsou bráni jako nezávislá třída.


Gen CYP2J19

Objevili ho jiní vědci u ptáků již před časem, ale netušili tehdy k čemu všemu slouží a tak ho nazvali oním nezapamatovatelným „CYP2J19“. Až když se ukázalo, že ho mají nejen ptáci brázdící oblohu, ale i pozemní obrněnci s krunýřem, stal se pro výzkumníky zajímavým objektem zkoumání. Z podobnosti genů se totiž dá vyvodit celá řada zajímavých závěrů.

Stále častěji se našemu genu začíná přezdívat „červený gen“. Svým nositelům z řad ptáků a želv, totiž umožňuje převést žluté pigmenty, které získávají v potravě, na červený pigment a ten pak zúročit v lepším  barevném rozlišení červeného spektra.

 

 

I u zebřiček je červený zobák jasným znamením o zdraví jeho nositele. Mutanti se žlutými zobáky, kteří se mezi chovateli rozšiřují a těší kvůli své zvláštnosti oblibě, dávají ve skutečnosti okolí jasně najevo, jak mizerně dovedou detoxikovat zplodiny látkového metabolismu karotenoidů. A také že i s jejich barevným viděním to nejspíš bude dost na levačku. (Kredit: Nick Mundy, University of Cambridge)
I u zebřiček je červený zobák jasným znamením o zdraví jeho nositele. Mutanti se žlutými zobáky, kteří se mezi chovateli rozšiřují a těší kvůli své zvláštnosti oblibě, dávají ve skutečnosti okolí jasně najevo, jak mizerně dovedou detoxikovat zplodiny látkového metabolismu karotenoidů. A také že i s jejich barevným viděním to nejspíš bude dost na levačku. (Kredit: Nick Mundy, University of Cambridge)

Ptáci s želvami jsou jedinými z dnes žijících obratlovců, kteří mají v sítnici olejové kapičky. Nejen, že si kapičkami s pigmentem vylepšují zrak, ale produkt stejného genu využívají také pro zkrášlení svého zevnějšku. I k tomu se nyní nabízí logické vysvětlení. Červené zobáky a peří ptáků, stejně jako barevné proužky na želví kůži a krunýři, jsou jasně čitelným upřímným signálem. Ve zvířecí mluvě taková ozdoba znamená: "Koukni! Dovedu enzymaticky přetvořit žlutou na červenou a svědčí to o mých vizuálních i detoxikačních přednostech".

 

 

Paleogenetika
Z podobnosti genů pro ketokarotenoidy, jejich specifické exprimace v oční sítnici u ptáků a želv vědci vyvodili, že CYP2J19 sloužil k barevnému vidění již u archosaurů. Druhým poznatkem, který zase vyplynul z poněkud odlišných specifických regulací genu je, že signalizace této schopnosti červeným zbarvením na tělech, se u ptáků a želv vyvinula nezávisle na sobě.


Závěr

Z právě zveřejněných výsledků studie  mezinárodního kolektivu vědců vyplývá, že barevné vidění měli už dinosauři i pterosauři. A že k vysokému rozlišení barevného spektra jim, podobně jako je tomu u dnešních ptáků a želv, v očích dopomáhaly červené olejové kapičky s ketokarotenoidy.

 

Literatura

Hanlu Twyman, Nicole Valenzuela, Robert Literman, Staffan Andersson, Nicholas I. Mundy.: Seeing red to being red: conserved genetic mechanism for red cone oil droplets and co-option for red coloration in birds and turtles. Proceedings of the Royal Society B, 3 August 2016.DOI: 10.1098/rspb.2016.1208

 

Podotek


Ne všichni zoologové se ztotožňují s dedukcemi právě zveřejněné studie.

 

Na stranu opoziční kliky z řad konzervativců, se přidává i autor zdejšího článku.

Podle vědců z Cambridge by totiž žakyně, kterou má v držení, na tom měla být s barevným viděním velmi dobře a nemělo by jí dělat problém určit červené sladké plody. V rozporu s předpokladem ale jednoznačně upřednostňuje černou. A je jedno, zda jde o šňůru k počítači, či jiné černé domácí potřebnosti.

 

 

Čtyřletá žakyně „Kuko“- deklaruje červenou, preferuje černou.
Čtyřletá žakyně „Kuko“- deklaruje červenou, preferuje černou.
Autor: Josef Pazdera
Datum: 08.08.2016
Tisk článku

Ptačí zpěv - Mello Anthony de
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 89 Kč
cena: 89 Kč
Ptačí zpěv
Mello Anthony de
Související články:

Co bylo dříve - ptáci nebo ptačí mozek?     Autor: Josef Pazdera (01.08.2013)
Drop velký si si před pářením ordinuje léčbu jedovatými brouky     Autor: Josef Pazdera (24.10.2014)
Strom ptačího života     Autor: Josef Pazdera (23.08.2015)
Holubi jsou "pravičáci"     Autor: Josef Pazdera (20.11.2015)



Diskuze:

Netroufal bych si říct,

Jan Šimůnek,2016-08-09 09:49:08

že ptáci a želvy "vidí lépe". Oni prostě vidí jinak. Pokud zúžíme vlnový rozsah vnímaný čípky, tak se prohloubí oblasti spektra, které bude oko vnímat naopak hůře. Nastala by podobná situace, jako když jsme v prostoru osvětleném LED lampami, které kombinací tří monochromatických světel dávají iluzi bílého světla.
Podobně jsou editací a jinými zásahy prakticky neodstranitelné rozdíly mezi tím, jak vidí svět oko, a jak ho vidí digitální fotoaparát, který má také daleko "ostřeji" (vzhledem k rozsahu vlnových délek) nastaveno vnímání barev a více se tedy podobá ptačímu či želvímu oku.
A ještě k té "vícebarevnosti": Klasické litografie vznikaly soutiskem až 15 barev (z různých desek, které se dělaly ručně a musely vzájemně "sedět") a jejich barevné podání je sebekvalitnější trichromátní barevnou fotografií nepřekonatelné (a také reprodukcí pomocí trichromátních systémů ztratí hodně ze své kvality).

Odpovědět

barvy

Ludvík Urban,2016-08-08 11:58:09

Položím hloupou otázku a ocením, když se jí někdo pokusí vážně zodpovědět.
Kdyby lidé dokázali vnímat UV nebo IR světlo, tj. kdyby se rozšířil interval vlnových délek vnímaného světla, došlo by k roztažení dnes známého barevného spektra, anebo bychom viděli jiné barvy?
Přiznám se, že i když si dokážu představit, jak vidí třeba kočky anebo jiná zvířata, nedokážu si ve své malosti představit novou dosud neznámou barvu...

Odpovědět


Re: barvy

Milan Krnic,2016-08-08 14:00:18

To, že si něco dokážete představit neznamená, že to tak ve skutečnosti je.
Jak vidí (resp. tedy vidí a vnímají) zvířata nevíme. Jak to evoluce zařídí, tak to je.

Odpovědět


Re: barvy

Jan Pokorný1,2016-08-08 14:34:14

Začal bych tím, pomocí jakého biologického procesu je "nová" barva vnímána. Co jsem zběžně našel, tak rozdíly v čípcích na sítnici vnímajících různé barvy je v pigmentu, který slouží jako filtr té které barvy.
To je dost malá změna, a dá se tedy předpokládat, že schopnost vidění další barvy může být prostě produktem mutací vedoucím k produkci dalšího typu pigmentu.
V takovém případě by docházelo k roztažení spektra, protože mozek by se musel naučit nějak interpretovat novou barvu a přitom zachovat kvantitativní přítomnost jiných barev.
V případě např. infračervené si to představuju jako rozšíření modelu RGB, který umí zobrazit 255*255*255 kombinací barev na model IRGB, který musí umět zvládnout 255*255*255*255 odstínů barev.
To je ovšem jenom hypotéza.

Odpovědět


Re: barvy

Jan Dostál,2016-08-08 18:07:22

Na toto téma byl kdesi možná i na oslovi docela zajímavý článek, kdy geneticky modifikovali myši, které vidí ve dvou barvách (dva druhy čípků) na myši vidící ve třech barvách (tři druhy čípků). Otázkou bylo, jestli při přidání nového druhu čípků (obsahují jinou modifikovanou látku citlivou na světlo) bude mozek schopný zpracovávat informaci tak, aby z toho něco myš měla a pomocí kterých struktur toto zpracování asi bude. Zjištěno bylo, že z toho modifikovaná myš něco má, protože dokázala rozeznávat i obrazce, které její jednodušší kolegyně nezvládaly. Podezření na nervové struktury, které se zpracování zůčastní padlo na struktur umožňující stereo vidění. I člověk se však dokáže částečně upravit, aby měl možnost vidět až v 6-ti barvách. Stačí si jedno oko zaclonit vhodným barevným filtrem, a to zajistí, že na vyrobení světelné kopie reality by se muselo použít až např. 6-ti druhů světla. Tedy samozřejmě, že se díváme na daný předmět oběma očima naráz. Je to trochu jako s tou červenou barvou u želv. Barevný dojem by se asi vypiloval až dlouhým cvičením a jednalo by se o nějaký pocit. I bez cvičení by však měl nepřítel problémy s maskováním. Sám za sebe mohu potvrdit, že zejména v mládí jsem každým okem viděl realitu barevně posunutou. Bylo to v teplotě rozdíl asi 700K. Přičítal jsem to různé barvě duhovky (modrá a hnědá). Nikdy to však nefungovalo tak, že bych si musel zavádět nové názvy barev :-)

Odpovědět


Re: barvy

Pavel A1,2016-08-08 22:34:24

To by asi záleželo na tom, jak by bylo dosaženo roztažení toho spektra. Jestli by byly změněny charakteristiky tří typů čípků, aby pokryly větší oblast spektra, nebo by pro rozšíření spektra byly využity jiné typy čípků. V prvním případě by jsme asi viděli stejné spektrum barev jako teď, jen by ty barvy neodpovídali těm co vidímě teď. V druhém případě by se opravdu obohatilo spektrum o nové barvy. Představit si to bez tréninku je stejně obtížné jako si představit čtvrtý rozměr prostoru.

Nicméně existuje typ barvosleposti, při kterém mají lidé čtyři typy čípků (oni vidí vlastné lépe, ale protože jinak než většina, tak jsou holt barvoslepí) a dokážou zrakový vjem zpracovat. Takže v principu lidský mozek není omezen jen na vnímání tří základních barev.

Ale porovnejte to třeba se zrakem straška - ti rozeznávají 12 základních barev a ještě jsou schopni vnímat polarizaci světla, a to i kruhovou.

Odpovědět


Re: barvy

Peter Stefun,2016-08-09 13:04:55

Niektorí ľudia dokážu vnímať časť UV žiarenia. Na nete o tom nájdete dosť informácií. Jedným príkladom je Claude Monet. Po operácii oka, pri ktorej mu odstránili šošovku, začal používať vo svojich maľbách zvláštne farby - napr. žiarivú bielo-modrú. Vysvetliť sa to dá tak, že bez filtrácie UV žiarenia šošovkou dokázal vnímať toto žiarenie, a preniesol ho do svojich obrazov.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni


Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace