Podcast na Biologie vyšších obratlovců: Plazi, ptáci, savci

Kapitoly

Živoucí fosilie z Jurského parku

Krunýř jako pevnost

Dokonalí predátoři

Hadi a ještěři

Tělo stvořené k letu

Lehká, ale pevná kostra

Trávení a dýchání na maximum

Srdce šampiona a bystré smysly

Od dinosaura k pštrosovi

Neuvěřitelná rozmanitost letců

Kůže, kosti a svaly

Vnitřní systémy pod kapotou

Tři způsoby rození mláďat

Přehled řádů placentálů

Lovci a kořist

Giganti země i moří

Rychlý test z genetiky

Závěr

Přepis

Anna: Představ si, že se procházíš po Zemi v době dinosaurů. Všude kolem tebe obří ještěři... A teď si představ, že jeden z nich to všechno přežil a žije dodnes. Ne, to není vtip!

Jakub: Přesně tak. A právě o něm a jeho příbuzných si dnes budeme povídat. Posloucháte Studyfi Podcast.

Anna: Tak kdo je ten náš cestovatel časem?

Jakub: Jmenuje se haterie novozélandská. Je to v podstatě živoucí zkamenělina. A má jednu neuvěřitelnou vychytávku — takzvané temenní oko.

Anna: Počkat, třetí oko na temeni hlavy? To jako vážně?

Jakub: Vážně. V dospělosti jí sice přeroste kůží, ale pořád tam je. Dožívá se navíc až 100 let.

Anna: Dobře, to je neuvěřitelné. A co další rekordmani? Třeba želvy?

Jakub: Ty jsou fascinující! Jejich krunýř se skládá z hřbetního karapaxu a břišního plastronu. Je to jejich kostra i brnění v jednom.

Anna: A jsou mezi nimi taky nějací obři?

Jakub: No jasně! Třeba želva sloní na Galapágách váží i 200 kilo. Ale největší je kožatka velká, mořská želva, která může mít až 3 metry a 600 kilo!

Anna: Páni. A co ti nejdokonalejší a možná i nejděsivější plazi? Krokodýli?

Jakub: Přesně. Jsou na vrcholu evoluce plazů. Mají téměř čtyřdílné srdce, zuby v jamkách jako my a dokonce se starají o svá mláďata.

Anna: A je pravda, že aligátor a krokodýl není to samé?

Jakub: Správně. Krokodýlu nilskému třeba i při zavřené tlamě vyčuhuje zub. Vypadá, že se pořád usmívá. Ale radši bych si to neověřoval zblízka.

Anna: To chápu. A co ta největší skupina, šupinatí?

Jakub: Tam patří ještěři a hadi. Ještěři, jako náš slepýš, můžou mít redukované končetiny, ale hlavně umí v nebezpečí odhodit ocas. Tomu se říká autotomie.

Anna: A hadi?

Jakub: Hadi nemají končetiny vůbec, kořist polykají vcelku a někteří jsou jedovatí, jako naše zmije. Ale pak tu máme i nejedovaté obry. Anakonda v Jižní Americe může vážit až 300 kilo!

Anna: Anakonda 300 kilo? Tak to je síla. Od hadů a ještěrů se teď ale přesuneme o úroveň výš. Doslova. Vzlétneme do oblak.

Jakub: Přesně tak. Čekají nás ptáci! Fascinující skupina, která se vyvinula právě z plazů. Jsou to vyšší obratlovci, teplokrevní, což je obrovská výhoda.

Anna: Teplokrevní znamená, že si udržují stálou tělesnou teplotu, že? Nezávisle na okolí.

Jakub: Přesně. Zatímco ještěr se musí jít vyhřát na sluníčko, pták si "topí" sám. To jim umožňuje žít prakticky všude na světě.

Anna: Jejich tělo je dokonale přizpůsobené létání. To je asi to první, co každého napadne. Aerodynamický tvar, křídla...

Jakub: Ano, přední končetiny se u většiny přeměnily v křídla. A celé tělo je pokryté deriváty kůže, které známe jako peří. Ale mají i šupiny, třeba na nohou. To je taková vzpomínka na plazí předky.

Anna: A peří. To je kapitola sama pro sebe. Není jen jedno, že?

Jakub: Kdepak. Máme obrysové peří, které dává tvar tělu a křídlům a je klíčové pro létání. A pod ním je prachové peří, které funguje jako dokonalá tepelná izolace. Je to v podstatě jejich péřová bunda.

Anna: A když o peří přijdou, tak se říká, že pelichají.

Jakub: Přesně tak. Je to řízený proces, kdy staré, opotřebované peří vymění za nové.

Anna: Aby mohli létat, musí být taky extrémně lehcí. Jak to řeší jejich kostra? Není křehká?

Jakub: To je skvělá otázka. Ptačí kostra je geniální kompromis mezi pevností a lehkostí. Spousta kostí jim srostla dohromady, což zvyšuje pevnost. Třeba na páteři nebo na končetinách.

Anna: A slyšela jsem, že mají duté kosti. Je to pravda?

Jakub: Ano, říkáme tomu pneumatizované kosti. Jsou v nich dutiny, do kterých zasahují vzdušné vaky z dýchací soustavy. To je neuvěřitelně odlehčuje. Představ si, že kostra fregatky, což je velký mořský pták, váží míň než její peří!

Anna: To je neuvěřitelné! A co lebka? Nemají zuby, aby ušetřili na váze?

Jakub: Přesně! Místo těžkých čelistí se zuby mají lehký zobák. Jeho tvar se navíc liší podle toho, čím se pták živí. Tomu říkáme potravní adaptace.

Anna: Takže jiný zobák má datel, který tesá do dřeva, a jiný kachna, co cedí vodu.

Jakub: Přesně tak. A ještě jedna zajímavost u kostry. Hrudní kost má často obrovský hřeben, na který se upínají mohutné létací svaly. U dobrých letců tvoří tyhle svaly až 20 % hmotnosti těla!

Anna: S takovým výkonem musí mít i bleskurychlé trávení.

Jakub: Absolutně. Potravu nejdřív shromáždí ve voleti, pak putuje do dvoudílného žaludku. První, žlaznatý, ji chemicky rozloží. Druhý, svalnatý, ji mechanicky drtí.

Anna: A v tom svalnatém žaludku si pomáhají kamínky, že?

Jakub: Ano, polykají písek nebo malé kamínky, které jim pomáhají potravu rozmělnit. Je to takový živý mixér. A všechno končí v kloace, společném vývodu pro trávicí, vylučovací a pohlavní soustavu.

Anna: Dobře, a teď to nejdůležitější pro let – dýchání. Říkal jsi, že mají vzdušné vaky. Jak to funguje?

Jakub: Ptačí dýchací soustava je nejvýkonnější ze všech obratlovců. Nemají jen plíce, ale i systém plicních vaků, které fungují jako zásobárny vzduchu. Vzduch tak proudí plícemi jedním směrem a krev se okysličuje neustále.

Anna: Počkej, takže ne jen při nádechu, ale i při výdechu?

Jakub: Přesně tak! Když pták dýchá v klidu, krev se okysličí dvakrát během jednoho cyklu. A teď to nejlepší – za letu se okysličí dokonce třikrát! To jim dává obrovské množství energie pro práci létacích svalů.

Anna: To je geniální. A proto taky vydávají zvuky?

Jakub: Ano, v místě, kde se průdušnice větví, mají hlasové ústrojí zvané syrinx. Tím vytváří všechny ty nádherné zpěvy a volání.

Anna: Takový výkonný motor musí pohánět i pořádná pumpa. Co srdce a oběhová soustava?

Jakub: Srdce ptáků je taky na špičce. Je čtyřkomorové, takže se jim nemísí okysličená a neokysličená krev. To je základ teplokrevnosti. Mají vysoký krevní tlak, tepovou frekvenci kolem 220 tepů za minutu a teplotu těla přes 40 stupňů Celsia.

Anna: Jsou to takoví malí horkokrevní sportovci. A co mozek a smysly? Musí se skvěle orientovat.

Jakub: Jejich nervová soustava je mimořádně výkonná. Mají velký koncový mozek a hlavně mozeček, který koordinuje pohyb a rovnováhu, což je pro let klíčové.

Anna: A co se říká o "ostřížím zraku"? Je to pravda?

Jakub: Rozhodně. Zrak je jejich nejdůležitější smysl. Vidí barevně a mnohem ostřeji než my. Mají dokonce tři oční víčka! To třetí, mžurka, je průhledné a chrání oko za letu. Naopak čich a chuť mají většinou slabé.

Anna: Fascinující. Pojďme se podívat do historie. Kde se tu ptáci vzali? Zmínil jsi, že se vyvinuli z plazů.

Jakub: Ano, jejich předky byli malí draví dinosauři. Nejznámějším prapředkem je Archeopteryx, který žil v období jury. Byl to takový mix plaza a ptáka.

Anna: Co měl plazího a co ptačího?

Jakub: Měl zuby v zobáku, dlouhý ocas s obratli a drápy na křídlech – to jsou plazí znaky. Ale už měl peří, křídla a částečně odlehčené kosti, což jsou znaky ptačí. Byl to ale slepá vývojová větev.

Anna: Takže z něj dnešní ptáci nepochází. A co ti, kteří dnes nelétají? Třeba pštros.

Jakub: Ti patří do nadřádu Běžci. Během evoluce ztratili schopnost létat. Jejich hrudní kost je plochá, bez hřebene, a křídla mají zakrnělá. Patří sem pštros, nandu nebo třeba kivi z Nového Zélandu, který má skvělý čich, ale špatný zrak.

Anna: A teď ti ostatní, letci. Těch je obrovské množství. Můžeme probrat aspoň pár nejzajímavějších skupin?

Jakub: Určitě. Začněme paradoxně těmi, co taky nelétají – tučňáky. Ti jsou letci, kteří se druhotně přizpůsobili životu ve vodě. Křídla používají jako vesla.

Anna: A co třeba takové kachny a labutě?

Jakub: To jsou vrubozobí. Jsou vázaní na vodu a na okraji zobáku mají takové jemné lamely, kterými filtrují vodu a bahno od potravy. A mají taky skvěle vyvinutou kostrční žlázu, která produkuje maz. Tím si promašťují peří, aby nepromoklo.

Anna: A co dravci? Ti jsou vždycky působiví.

Jakub: Dravci a sovy jsou vrcholoví predátoři. Dravci, jako orel nebo sokol, loví ve dne. Mají silný, zahnutý zobák a ostré drápy, kterým říkáme spáry. Sovy jsou jejich noční protějšky. Mají obrovské oči, skvělý sluch a díky měkkému peří létají naprosto neslyšně.

Anna: Mě vždycky zajímalo, jak kukačka klade vejce do cizích hnízd.

Jakub: To je takzvaný hnízdní parazitismus. Kukačka je specialista, který se zbavuje rodičovských povinností. Naklade vajíčko do hnízda menšího pěvce, a jeho mládě pak vyhodí ostatní vejce nebo mláďata ven z hnízda.

Anna: To je docela drsné. A na závěr... co ti nejběžnější ptáci, které vidíme na krmítku?

Jakub: To jsou pěvci, nejpočetnější řád ptáků. Mají skvěle vyvinuté hlasové ústrojí a patří sem třeba sýkorky, kosi, vrabci, ale i největší z nich, inteligentní krkavec.

Anna: Páni, svět ptáků je opravdu neuvěřitelně rozmanitý a plný dokonalých adaptací. Od kostry až po dýchání je všechno podřízeno jedinému cíli – ovládnout vzduch. A myslím, že se jim to povedlo dokonale. Co nás čeká příště, Jakube? Půjdeme od těch nejrychlejších k těm nejpomalejším?

Jakub: To zní jako dobrý plán, Anno, ale dnes mám něco jiného. Místo rychlosti se zaměříme na... pokrok. Na evolučně nejvyspělejší obratlovce, kteří ovládli prakticky celou planetu. Mluvím o savcích.

Anna: Savci! Takže my, psi, kočky, sloni... všichni. Co nás vlastně všechny spojuje, kromě toho, že se neradi učíme na zkoušky?

Jakub: Dobrá poznámka. Ten klíčový znak je v názvu – sání mateřského mléka. Všechna mláďata savců se živí mlékem, které produkují mléčné žlázy samice. A stejně jako ptáci, jsme teplokrevní.

Anna: To znamená, že si udržujeme stálou tělesnou teplotu. Proto se v zimě třeseme, abychom se zahřáli, a v létě potíme, abychom se ochladili, že?

Jakub: Přesně tak. Naše tělesná teplota, obvykle kolem 36 až 37 stupňů Celsia, je nezávislá na okolí. To nám umožňuje být aktivní v téměř jakémkoliv prostředí, od pólů po pouště.

Anna: Takže kromě mléka a teplokrevnosti, co dalšího máme společného? Třeba takový ježek a velryba vypadají dost odlišně.

Jakub: Vypadají, ale základní plán těla je stejný: hlava, krk, trup, ocas a dva páry končetin. I u té velryby je najdeš, i když přeměněné v ploutve. A všichni máme kůži s různými žlázami – potními, mazovými a pachovými.

Anna: A z kůže nám vyrůstají různé věci, že? Jako vlasy, nebo spíš... chlupy.

Jakub: Ano, srst je typickým znakem savců. Dělí se na delší pesíky, které určují barvu, a kratší podsadu pro tepelnou izolaci. Ale z kůže vznikají i ostny ježka, drápy, nehty, kopyta, a dokonce i rohy.

Anna: A co kostra? Vím, že máme sedm krčních obratlů. Prý i žirafa.

Jakub: Přesně! Ať jsi člověk, myš nebo žirafa, krčních obratlů máš sedm. Máme také unikátně vytvořené tvrdé patro v lebce, které odděluje nosní a ústní dutinu. To nám umožňuje dýchat, i když zrovna jíme.

Anna: To je docela užitečná vychytávka na rodinných obědech.

Jakub: To rozhodně. A pak jsou tu zuby. Na rozdíl od plazů nám nerostou celý život. Obvykle je měníme jen jednou a jsou pevně zasazené v jamkách v čelisti, takzvaných alveolách.

Anna: A poslední věc, která mě u kostry zaujala – bránice. To je ten sval, co se nám hýbe při škytavce?

Jakub: To je on. Je to plochý sval, který odděluje hrudní a břišní dutinu a je naprosto klíčový pro dýchání. Mají ho jen savci.

Anna: Pojďme se podívat dovnitř. Co třeba trávení? Je tam něco speciálního?

Jakub: Celý proces je dost propracovaný. Začíná to v ústech svalnatými tvářemi, které umožňují sání, a jazykem. Pak potrava putuje přes hltan a jícen do žaludku a tenkého střeva, kde se vstřebávají živiny.

Anna: Slyšela jsem něco o slepém střevu. Že šelmy ho skoro nemají, ale býložravci ano.

Jakub: Přesně tak. U býložravců je dlouhé a pomáhá trávit rostlinnou potravu. U nás lidí je to jen takový malý přívěsek. A co je také důležité – naše srdce má čtyři úplně oddělené části, dvě síně a dvě komory. Díky tomu se nám nemísí okysličená a odkysličená krev, což je další důvod, proč jsme teplokrevní.

Anna: A mozek? Ten bude asi taky trochu vylepšený, ne?

Jakub: Rozhodně. Máme mimořádně výkonnou nervovou soustavu. Hlavní roli hraje koncový mozek s takzvanou šedou kůrou. A poprvé se u nás objevuje Varolův most, který lépe propojuje mozek s mozečkem, a vazník, který spojuje levou a pravou hemisféru. To všechno přispívá k našemu složitému chování.

Anna: Tak jo, teď k tomu hlavnímu. Rodí všichni savci živá mláďata?

Jakub: Skoro všichni. Existují tři základní skupiny. První jsou vejcorodí, jako třeba ptakopysk. Ten klade vejce, ale když se mláďata vylíhnou, sají mléko. Je to takový evoluční most mezi plazy a savci.

Anna: Neuvěřitelné. A ti další?

Jakub: Druzí jsou vačnatci, třeba klokan. Mládě se rodí v podstatě jako embryo, velmi nevyvinuté. Přeleze matce do vaku na břiše a tam se přisaje k mléčné bradavce a dokončí svůj vývoj.

Anna: Takže vak je takový externí inkubátor. A co ta třetí skupina, kam patříme my?

Jakub: To jsou placentálové, drtivá většina savců. Tady vývoj probíhá v děloze a plod je s matkou spojený placentou. Ta zajišťuje výživu, dýchání i vylučování. Mláďata se tak rodí plně vyvinutá a mnohem soběstačnější.

Anna: Těch řádů je asi strašně moc, že? Kde začneme?

Jakub: Začneme u těch historicky nejstarších. Třeba hmyzožravci. Patří sem ježek s ostny, náš nejmenší savec rejsek, který váží jen pět gramů, nebo krtek, který v podzemí prakticky ztratil zrak.

Anna: A co ti, co umí létat? Letouni.

Jakub: Ano, netopýři a kaloni. Mají letovou blánu napnutou mezi prodlouženými prsty. Jsou aktivní v noci a orientují se pomocí echolokace. V podstatě si pískají v ultrazvuku a poslouchají ozvěnu. Je to takový přírodní sonar.

Anna: Fascinující. A teď k našim nejbližším příbuzným – primátům.

Jakub: Přesně. Jsme přizpůsobení životu na stromech, máme ploché nehty místo drápů a slabší čich, ale o to lepší zrak. Dělí se na nižší primáty, jako je lemur, a vyšší primáty, opice, kam patří pavián, orangutan, šimpanz, gorila a... samozřejmě i člověk.

Anna: Pak tu máme chudozubé. To zní trochu posměšně.

Jakub: Jméno je trefné, mají redukované nebo žádné zuby. Typickým zástupcem je lenochod. Ten se pohybuje tak pomalu, že mu v srsti rostou zelené řasy jako maskování.

Anna: Takže lenochod je v podstatě moje duchovní zvíře během zkouškového.

Jakub: Chápu. Nesmíme zapomenout na hlodavce, nejpočetnější řád. Myši, potkani, ale i obří kapybara. Jejich specialitou jsou hlodavé zuby, které jim neustále dorůstají.

Anna: A co predátoři? Šelmy!

Jakub: Správně. Mají kompletní chrup s velkými špičáky a speciální zuby – trháky – na porcování masa. Patří sem medvědi, lišky, vlci, ale i kočkovité šelmy jako lev, tygr nebo nejrychlejší suchozemské zvíře, gepard.

Anna: A proti nim stojí kopytníci, že? Dělí se nějak?

Jakub: Ano, na lichokopytníky a sudokopytníky. Lichokopytníci, jako kůň, nosorožec nebo zebra, našlapují na jeden nebo tři prsty.

Anna: A sudokopytníci, jako prase, jelen nebo žirafa, na dva, tedy na třetí a čtvrtý prst. Chápu to správně?

Jakub: Naprosto přesně. Sudokopytníci se dělí ještě na nepřežvýkavé, jako prase nebo hroch, a přežvýkavce. Ti mají složený žaludek, aby dokázali strávit celulózu. Sem patří třeba krávy, ovce, jeleni nebo žirafy.

Anna: Slyšela jsem, že kráva vyprodukuje až 200 litrů slin denně. To je víc, než já vypiju za půl roku!

Jakub: Je to tak, trávení rostlin je náročný proces. A pak je rozdíl mezi parohy a rohy. Parohy, třeba u jelena, jsou kostěné, rostou každý rok znovu a samci je shazují. Rohy, třeba u tura, jsou kožního původu a neshazují se.

Anna: Z velkých zvířat nám chybí sloni.

Jakub: Chobotnatci! Největší suchozemští savci. Jejich chobot je vlastně srostlý nos s horním pyskem. A kly jsou přeměněné horní řezáky. Zajímavostí je, že jim stoličky vymění jen šestkrát za život. Když se obrousí poslední sada, slon umírá hlady.

Anna: To je docela smutné. A na závěr se pojďme ponořit pod hladinu. Kytovci.

Jakub: Dokonale přizpůsobeni životu ve vodě. Mají horizontální ocasní ploutev. Dělíme je na kosticovce, kteří filtrují plankton přes kostice v tlamě – sem patří třeba plejtvák obrovský, největší živočich všech dob.

Anna: Větší než dinosauři?

Jakub: Ano, mnohem těžší než jakýkoliv známý dinosaurus. A druhou skupinou jsou ozubení, kteří loví. To jsou delfíni, kosatky nebo vorvani. Ti se potápí za krakaticemi do hloubky až jednoho kilometru.

Anna: Páni. Od pětigramového rejska po stotunového plejtváka... savci jsou neuvěřitelně rozmanití. Ovládli zemi, vzduch i vodu. Co nás čeká příště, Jakube? Vrátíme se k nějakým jednodušším formám života?

Jakub: Právě naopak, Anno. Půjdeme k samotnému základu, který spojuje úplně všechny. K samotnému kódu života – genetice.

Anna: To zní jako skvělé finále! Ale taky jako spousta složitých pojmů.

Jakub: Dáme si takovou rychlou hru. Já řeknu termín, ty zkusíš hádat. Co ty na to?

Anna: Jsem pro!

Jakub: Fajn. Tak první: transkripce.

Anna: Zní to jako přepis. Něco s DNA?

Jakub: Perfektní! Je to přepsání genetické informace z DNA do mRNA. Teď daltonismus.

Anna: To je barvoslepost. To je dědičné, že?

Jakub: Přesně. A co aerenchym?

Anna: Aeren... chym? To bude něco z botaniky. Nějaké pletivo?

Jakub: Jsi skvělá! Je to provzdušňovací pletivo. A poslední dvojice: mixotrofie a chelicery.

Anna: Mixotrofie bude kombinovaná výživa. A chelicery zní jako klepítka nějakého pavouka.

Jakub: Přesně tak! Klepítka u klepítkatců. Vidíš, zvládla jsi to skvěle.

Anna: Páni. Takže od prvoků přes obří savce až po genetický kód. To byla jízda.

Jakub: To tedy byla. Doufáme, že jste si dnešní díl užili a něco nového se naučili. Mockrát děkujeme za poslech.

Anna: Přesně tak. Mějte se krásně a zase příště u Studyfi Podcastu!