Nápad vznikl nenápadně, student Fakulty lesnické a dřevařské, David Princ, jednoho dne přišel s myšlenkou, že by chtěl v rámci bakalářské práce sledovat magnetorecepci ryb pozorovaných z přehradních hrází. Diskutoval to se svým školitelem Vlastimilem Hartem, a i když nápad zněl dobře, chyběla mu šťáva v podobě rychlého a efektivního sledování. Až po několika dnech, kdy už oba na prvotní myšlenku zapomněli, se „Vlastovi“ v noci zdálo o Vánočním stromečku, vánočce a prodeji kaprů. Ráno si vše zapsal, prodiskutoval s Davidem i s kolegy a netrvalo dlouho, kdy se Vlasta nakláněl přes první káď s kapry. A nápad byl na světě: kruhové kádě plné kaprů, kterých je na Vánoce všude spoustu, jsou ideálním materiálem pro pokus!

Zvětšit obrázek

Měření magnetorecepce vánočních kaprů: a), b) vektor každého kapra protíná rybí tělo v podélné ose, c), d) když umístíme změť šipek na šablonu rozdělenou do 36 výsečí a orientovanou podle kompasu s nulou na severu, e), f) můžeme počátek každé šipky umístit do středu a vypočítat preferovaný geomagnetický směr ryb v kádi.

Výsledkem bylo pozorování více než 14 000 kaprů v 80 kádích na 25 lokalitách po celé Praze a okolí. A co v kádích vědci z Fakulty lesnické a dřevařské viděli? Kapry, kapry a zase kapry, jenže většina těch kaprů byla nasměrovaná v severo-jižní ose. Jak je to možné?
Vysvětlením je tzv. magnetorecepce, schopnost rozpoznat geomagnetický pól a podle něj vykazovat svou geomagnetickou orientaci, nejčastěji severo-jižní bez rozdílu, zda hlava směřuje na sever nebo na jih. Magnetorecepce je intenzivně studovaný fenomén u ptáků, kteří jej využívají na svých migračních tazích, jako jednu ze schopností orientace v terénu. Vášnivé diskuze vyvolalo plošné pozorování pasoucího se skotu a jelenů po celém světě za pomoci družicových snímků, ani tato zvířata neustoupila ze svého oblíbeného severojižního geomagnetického směru. Magnetorecepce ryb byla studována už dříve zejména u ryb migrujících oceány, např. u tuňáků nebo lososů. Je však zajímavé, že ještě nikoho nenapadlo pozorovat ‚obyčejné‘ kapry. U kaprů bychom totiž magnetorecepci ani nečekali, kapři nemigrují a my můžeme jen spekulovat, k čemu by mohli magnetorecepci využít. Jak je ale možné, že se migrující i nemigrující ryby orientují bez navigačního zařízení a kompasů a přece jen využívají magnetické pole Země? V čem spočívá a jak funguje tento zvířecí šestý smysl? Na odpověď si budeme muset ještě nějaký čas počkat, protože existují pouze rozličné hypotézy, které jsou testovány na rybách i na dalších biologických modelech.

Zvětšit obrázek

Foto:Tomáš Durdinec

A jakým způsobem lze geomagnetismus kaprů studovat? Není nic jednoduššího, než každou káď i s kapry vyfotografovat z ptačí perspektivy. Pro vědce to znamená přinést na vánoční trh štafle, aby získali pro sběr dat ten správný nadhled. Zde však krása jednoduchosti končí, protože fotografie je nutné analyzovat. Znamená to každé rybě určit svůj vektor, směrnici, šipku, kterou je proloženo tělo kapra v podélné ose. Taková změť šipek je umístěna na šablonu připomínající kompas. Pokud šipky umístíme tak, aby jejich počátek vycházel ze středu šablony, lze vypočítat průměrný vektor kaprů. Podmínkou analýzy je, aby šablona kompasu souhlasila se zeměpisnou orientací kádě na fotografii. Takto získané výsledky je zapotřebí dále zpracovat a vybrat pro ně ten správný statistický přístup. To už jsou ale hodiny, dny a týdny mravenčí práce. Výsledek ale stojí za tu námahu: kapři z pražských vánočních trhů totiž jasně upřednostňují severo-jižní orientaci s nepatrnou odchylkou. Odchylka je ale jen další argument pro to myslet si, že chování kaprů je výsledkem magnetorecepce. Geomagnetický pól, ke kterému sledované ryby inklinují, totiž neleží v úplně stejném místě jako pól zeměpisný a vykazuje stejnou odchylku, jako zvířata schopná magnetorecepce.

I přesto bychom ale mohli namítat, že existuje celá řada mnohem silnějších vlivů, které způsobují specifickou orientaci ryb. Mezi nimi bychom mohli jmenovat směr větru, okolní teplota, hluk či vibrace. Pozorování v kádích však přineslo tu výhodu, že většinu takových vlivů eliminovala. Mezi pravděpodobnými vlivy bychom však mohli očekávat přítok vody do kádě a jeho síla, která by mohla kapry ovlivnit. Anebo denní světlo či světlo pouličních lamp svítících do kádí. Jak tyto faktory ovlivňují polohu kaprů v kádích? Na to pomysleli i vědci z Fakulty lesnické a dřevařské v čele s Vlastimilem Hartem. Když však analýze podrobili kapry z kádí s různým přítokem vody, nenašli žádné rozdíly v orientaci ryb v závislosti na místě přítoku vody. Podobně tomu bylo také v případě světla, ani tím se nenechali kapři zmást a nekompromisně trvali na své severo-jižní orientaci.

Připustíme-li tedy, že kapři jsou skutečně schopní vnímat geomagnetismus a adekvátně na něj reagovat, musíme si položit obligátní otázku: Proč‘? Mechanismus a úloha magnetorecepce byla studována u jednotlivých živočišných druhů a je zřejmé, že různé druhy nakládají s geomagnetismem různě. Vysvětlením může být skutečnost, že k evoluci druhů docházelo za působení geomagnetismu od nepaměti a tím se ho naučili využívat po svém. Bylo by naopak překvapením, kdyby se živočichové tohoto fenoménu nenaučili využívat vůbec. U některých druhů živočichů nám však smysl magnetorecepce uniká. Neznamená to ale, že je jeho využití vyloučeno. Stejně tak je ale možné, že magnetorecepce u takových druhů, jako je kapr obecný, je pouhým rudimentem a dědictvím z dob, kdy kapr nebo jeho vývojoví předci magnetorecepci využívali pro orientaci během migrace nebo při lovu.

Cesta k odpovědi, proč kapři tak obstarožně trvají na své severo-jižní orientaci, bude ještě nějakou dobu trvat. Základem pro hledání odpovědi ale vždycky zůstane sledování chování zvířat, včetně vánočních kaprů. My se o kapří magnetorecepci můžeme přesvědčit sami! Není nic jednoduššího než se nahnout přes okraj kádě, podobně jako to udělali v loňském roce vědci České zemědělské univerzity, a vybrat si svého vánočního kapra s kompasem.

Pramen:
Hart V., Kušta T., Němec P., Bláhová V., Ježek M., Nováková P., Begall S., Červený J., Hanzal V., Malkemper E.P., Štípek K., Vole C., Burda H. (2012): Magnetic alignment in carps: Evidence from Czech Christmas fish markets. PLoS ONE.