Úžasný mravenčí čich

10. prosinec 2012
Detail hlavy mravence

Nobelovu cenu za chemii získali v roce 2012 američtí badatelé Brian Kobilka a Robert Lefkowitz za zcela zásadní přínos k poznání struktury a funkce zvláštních, velmi složitých molekul označovaných jako receptory spřažené s G-proteinem. Tyto molekuly si můžeme představit jako antény pro příjem nejrůznějších signálů.

Vně buňky mají svou „lapací“část, která zachytí příslušný podnět. Uvnitř buňky pak ukrývají výkonnou jednotku, která spustí reakci na podnět. Zpráva o polapení podnětu putuje do nitra buňky velkými oklikami. G-protein, který slouží jako spojovací kabel, se sice zanoří do buňky, ale vzápětí zatáčí, aby se z buňky opět vynořil. Celkem sedmkrát protne G-protein membránu buňky než definitivně zamíří do jejího nitra. Tam spustí potřebné biochemické reakce, kterými buňka zareaguje na podnět zvenku. Některé receptory spřažené s G-proteinem jsou s to zachytit světlo. Díky nim se těšíme z pohledu na svět kolem nás. Jiné reagují na široké spektrum molekul, jež se vyskytují ve vzduchu a při nádechu nám dosednou na čichovou sliznici nosu. Receptory spřažené s G-proteinem nám dovolují vnímat zápach zkaženého vejce stejně jako vůni rozkvetlé růže.

Úžasný savčí čich

Psí čenich - černě pigmentovaná nosní houba

Čichové receptory patří v našem organismu k nejrůznorodějším. Náhled do jejich spletitého světa ocenil nobelovský výbor v roce 2004, když za jejich objev udělil neprestižnější vědecké ocenění Lindě Buckové a Richardovi Axelovi. O významu čichu pro život savců včetně člověka svědčí skutečnost, že zhruba 3 % genů savčí dědičné informace kódují čichové receptory. Z celkového počtu 23 000 savčích genů má člověk zasvěceno produkci čichových receptorů asi čtyři stovky. A to nejsme mezi savci zdaleka ty nejčichavější bytosti. Více než polovina genů, které naši dávní zvířecí předci využívali k větření, čmuchání či přivánění, jsme během evoluce ztratili. Zbyly z nich jen genetické vraky neschopné akce.

Výjimečnost savčího čichu vynikne při srovnání s živočichy, v jejich životě hraje čich podstatně důležitější roli. Včela medonosná vystačí se 174 čichovými receptory. Komáři jich mívají od 74 do 158, mušky octomilky 61 a bourec morušový dokonce jen 52. V hmyzí říši však byli objeveni tvorové, kteří se člověku spektrem čichových receptorů plně vyrovnají.

Mravenčí společnost založená na čichu

V životě mravenců hraje čich zcela zásadní roli. Jejich dokonale zorganizovaná společenstva si vyměňují informace zhusta právě pachovými signály. Kdyby mravenci přišli o čich, jejich kolonie by propadly anarchii a rychle by zanikly.

První náhled do mravenčího světa vůní a pachů umožnilo přečtení kompletní dědičné informace dvou druhů mravenců – amerického Camponotus floridanus, který vytváří velké, složitě organizované kolonie ve trouchnivěném dřevu, a indického Harpegnathos saltator, který žije v malých primitivních koloniích a loví kořist obdivuhodným skokem na vzdálenost i několika centimetrů.

Mravenec s kapkou nektaru

Vědci nechali prohledat data obou mravenčích genomů speciálními počítačovými programy a nenarazili na nic, co by jim vyrazilo dech. Počítač našel asi stovku genů pro čichové receptory a asi deset genů pro receptory chuťové. Naštěstí se vědci na tyto první výsledky nespolehli. Ukázalo se, že počítač má s odhalováním mravenčích genů pro čichové receptory velké problémy. Dokonce ani nový podstatně „chytřejší“ software nebyl zcela spolehlivý a vědci museli přistoupit k „ručnímu“ dohledávání genů. Syntetické schopnosti lidského mozku opět triumfovaly nad technikou.

Vedoucí výzkumného týmu Lawrence Zweibel k tomu říká: „Nejúžasnější byla chvíle, když se ukázalo, že mravenčí genom skrývá více než 400 genů pro čichové receptory. Nejvyšší počet, jaký byl kdy u hmyzu nalezen. Udělali jsme tak první významný krok k pochopení složitých sociálních systémů, jež učinily z mravenců jedny z nejúspěšnějších tvorů této planety.“

Není čich jako čich

Oba zkoumané mravenčí druhy se v sortimentu čichových receptorů výrazně liší – podobně jako se liší v životním stylu i uspořádání kolonií. Významné rozdíly nalezli vědci i mezi výbavou čichovými receptory na tykadlech samců a samic. Samci mají ve srovnání se samičkami jen třetinu čichových receptorů. Ve své chudé výbavě však mají i pár unikátních receptorů, které samičkám chybí. Ty zřejmě slouží samečkům při vyhledávání mravenčí královny pro páření.

Mravenci rodu Oecophylla se dělí o červeného mravence

Nyní vědci zkoumají, jaké látky mravenci čichem zachytí. Patří k nim například jedna ze základních komponent vůně anýzu. Zdá se to logické. Anýzový olej obsahuje pro mravence toxické látky a ti mají dobrý důvod se anýzové vůni vyhýbat. Jiné čichové reakce mravenců tak jasné nejsou. Mravenci silně reagují na látku, jež vzniká při pečení hovězího nebo vepřového masa. Proč? To zůstává i nadále zahaleno tajemstvím.

Spustit audio
autor: Jaroslav Petr