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!
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.
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.
Porucha nebo adaptace? Dyslexie možná není tím, čím se zdá být
Autor: Stanislav Mihulka (26.06.2022)
V morálních a politických sporech nefungují fakta, ale osobní zkušenost
Autor: Stanislav Mihulka (27.01.2021)
Holubi nacházejí cestu domů pravou nosní dírkou
Autor: Josef Pazdera (01.02.2011)
Netopýři využívají k orientaci magnetické pole Země
Autor: Josef Pazdera (30.03.2010)
Mají ptáci fotochemický kompas?
Autor: Josef Pazdera (02.05.2008)
Diskuze:
stojí za přečtení a srovnání výsledků
Ondra Malek,2012-12-24 15:41:25
Jen bych rád místnímu publiku připokenul vyvácené bludování páně Budy s tou jeho orientací krav pomocí magnetorecepce:
http://www.sysifos.cz/index.php?id=vypis&sec=1240851148
Stačí málo - jen číst
Karel Wágner,2012-12-26 17:49:08
Bezpochyb máte na mysli článek „Magnetické krávy“ - realita nebo fikce? autora Jiřího Heřta, zveřejněný na webu Sisyfa dne 27.04.2009. Již v záhlaví tohoto článku se může každý, kdo se o danou poblematiku zajímá, dočíst: „Odpověď kritizovaných autorů následuje za článkem“. Zřejmě jste tuto část textů z webu Sisyfa vůbec nečetl, tak jako jste zřejmě nečetl ani odpověď prof. Burdy na Oslu dole v této diskuzi ze dne 13.12.2012, kde říká: „Zatím se naše výsledky nepodařilo potvrdit jen panu Heřtovi a spol. Proč se jim to nepodařilo, jsme objasnili v odborném článku publikovaném v časopise Journal of Comparative Physiology A. Ten článek je volně přístupný (ale v angličtině):
http://link.springer.com/article/10.1007/s00359-011-0674-1/fulltext.html
Prosím stáhněte si také supplementary materials (odkaz na link je na konci článku) – tento materiál je instruktivní, ilustrativní a možná i pobaví (aspoň některé čtenáře) .
Konspirační teorie
Karel Wágner,2012-12-19 14:15:42
Kde se vzala, tu se vzala, na Oslu se objevila nová, konspirační „teorie“. Neboť někteří čtenáři tohoto internetového časopisu pro popularizaci vědy docházejí k závěru, že současná popularizace výzkumu magnetorecepce není než výsledek tajného mezinárodního spiknutí. A to skupiny vědců, kteří se spikli za účelem rozkrádání grantů a ohlupování nejenom široké veřejnosti, ale i akademické obce. Nejen u nás, ale prakticky po celém světě. Přičemž jim zřejmě „sedli na lep“ i renomované vědecké časopisy udržující si vysoce hodnocenou úrověň, nemluvě o tom, jak na „spiklenecký lep posedali“ protřelí recenzenti takovýchto časopisů, mnohdy pro jejich odmítnutí nabízených článků označovaní za brzdu pokroku. Je pravda, že k přitažlivosti konspiračních teorií přispívá touha po nalezení jednoduché příčiny komplikovaných a těžko vysvětlitelných souvislostí, vztahů, jevů a událostí. Proto se také konspirace omílají v nejrůznějších novinách a časopisech stále dokola. Ovšem až dosud jsem nevěřil, že by se mohla nějaká konspirace objevit i na stránkách Osla.
Božínku
Ondra Malek,2012-12-18 20:56:13
Tak jsem se díval po těch kádích a mluvil i s prodejci, kteří ty ryby z těch kádí loví. Máme na věc stejný názor, že to je pěkná ptákovina. Tedy přesněji Burdovina a pouhé statistické kouzlení :)
Přemýšlivým lidičkám radím podívat se na dvě kádě vedle sebe a hned vám bude jasné že tu něco nehraje....
Ale on už Vám to sem někdo napsal, že jde jen o stále stejnou partu, která se masou článků snaží zamaskovat své kdysi dávné provinění a jen oddaluje tu smutnou skutečnost, až to praskne, že se vlastně jedná o nevědecký přístup k vyhodnocování dat. Stejně jako v případě té orientace krav.... Škoda, že se autoři nevěnují kritickým článkům vyvracejícím jejich dřívější práce a závěry a jen mlží další a další produkcí a chovají se jako ten pán co hlásal, že stokrát....
Kdybyste se raději věnovali hledání receptoru, než statistickým hrátkám s rybami v kádích.
Až půjdu zase někdy s flintou ven, vezmu si ssebou foťák a nafotím Vám jak lišky tuna v Čechách skáčou, když loví myši. S tou jejich orientací skoků - to vám mohou věěřit tak akorát malé děti, ne myslivci.
Výbava
Hynek Burda,2012-12-14 22:24:30
Pane Fucila, zcela jsem nepochopil Vaši otázku týkající se odchylky, takže nevím, zda moje odpověď je relevantní. Souřadnice kádí a jejich orientaci jsme neurčovali. Satelitní snímky v této studii nehrály žádnou roli. Měřili jsme jen kompasem.Odchylka zeměpisného a magnetického pólu v Česku je ale stejně relativně bezvýznamná. Že kapři se nesměrují zcela na sever resp. jih, ale preferovaná osa je posunuta na SSV-JJZ je skutečnost, kterou nelze jednoznačně vyvětlit . Stejné posunutí jsme ale pozorovali i v alignmentu skotu a jelení zvěře a jiní autoři stejný jev popsali nezávisle u jiných druhů. Zřejmě to nějak souvisí s nervovým zpracováním (lateralitou). Tento jev tedy není artefaktem a zaslouží si dalšího zkoumání.
Postranní čára
Hynek Burda,2012-12-13 21:25:21
Postranní čára ryb je orgán mechanorecepce k vnímání změn tlaku (vlnění, proud) - není to elektroreceptivní orgán. Pokud jde o magnetobaktérie na rovníku - je na to téma pár článků - např. Frankel et al. (1981)
Magnetotactic Bacteria at the Geomagnetic Equator, publikovaný v časopise Science. Volně přístupný v internetu, když zadáte v google název článku, ukáže se Vám link na pdf
kompas pod vodou
Hynek Burda,2012-12-13 21:10:40
Váš příspěvek, pane Rinn, je velice konstruktivní. Děkujeme. Ukazuje to, nač často poukazujeme - kompas si vždy spojujeme s migrací na dlouhé vzdálenosti. Přitom sami ho používáme, pokud ho používáme, hlavně v nepřehledném či monotoním terénu, bez zrakových vodítek, při pohybu na krátké vzdálenosti. Proč by tomu u zvířat mělo být jinak. Vaše zkušenosti jsou jistě cenné a ozveme se.
Důvod neznámý
Hynek Burda,2012-12-13 21:03:57
Termín „idiopathic“ je v medicínské terminologii velice běžný. Vyjadřuje bezradnost lékářů při určování příčiny nemoci. Zadáte-li tento termín v google, objeví se Vám skoro 12 milionů odkazů (a to nepočítáme německou, českou, ruskou atd. verzi slova). Znamená to snad, že všechny tyto webové stránky se vztahují k nějakým subjektivním výmyslům? Jak a proč dochází k metastázím není v podstatě známo. Znamená to, že metastáze jsou výmyslem? A to se do výzkumu patogeneze metastází věnuje nesrovnatelně více prostředků, know-how a manpower než do hledání magnetoreceptorů. Nociceptory byly objeveny v r. 1906. Znamená to, že předtím bolest neexistovala nebo byla výmyslem pacientů? Zhruba v té době (1907) byla postulována chuťová kvalita umami. Receptor byl ale objeven až v roce 2002. Byla tedy chuť umami 95 let jen výmyslem? A tak bychom mohli pokračovat donekonečna. Kdyby vše bylo známo, mohli bychom výbor pro udělování Nobelových cen, grantové agentury (včetně GAČR), výzkumné ústavy atd. rozpustit. A to, co známo není, bychom mohli označit za pavědu a výmysl, nehodné dalšího zkoumání. Snad je Vám (a ne-li Vám, tak alespoň většině čtenářů) nelogičnost Vašeho argumentu nyní jasná.
A pokud jde o tu „naší partu“: je zřejmé, že veškeré Vaše poznatky o magnetickém smyslu se zakládají na četbě sekundárních a tertiárních zdrojů zprostředkovaných českými médii. Anglicky psanou primární odbornou literaturu (a ani anglický internet) zřejmě nesledujete. Jinak byste nemohla tvrdit to, co tvrdíte. Hned byste viděla, že „naše parta“ je jen jedním kamínkem v mozaice světového výzkumu magnetorecepce. Zatím se naše výsledky nepodařilo potvrdit jen panu Heřtovi a spol. Proč se jim to nepodařilo, jsme objasnili v odborném článku publikovaném v časopise Journal of Comparative Physiology A. Ten článek je volně přístupný (ale v angličtině):
http://link.springer.com/article/10.1007/s00359-011-0674-1/fulltext.html
Prosím stáhněte si také supplementary materials (odkaz na link je na konci článku) – tento materiál je instruktivní, ilustrativní a možná i pobaví (aspoň některé čtenáře) .
Baktérie
Tomáš Štec,2012-12-08 20:39:59
Magnetotaxiu u baktérií pokladám za celkom dobre preukázanú, ostatne jadrá magnetitu/greigitu z nich boli veľakrát fotografované a aj extrahované, rozbieha sa dokonca priemyslová výroba (niekomu sa mikroskopické magnetky s veľmi úzkou distribúciou veľkostí hodia).
A na čo sú dobré baktériám? Vzhľadom na veľkosť magnetozómov sa celá baktéria otočí do smeru magnetického poľa, pričom na jednom, alebo oboch koncoch má bičík. Siločiary magnetického poľa sa na severnej pologuli „zanárajú“ pod povrch (na južnej „vynárajú“), takže „jazda“ pozdĺž nich pre baktérie neznamená len presun na sever a na juh, ale aj presun medzi rôzne hlbokou a rôzne okysličenou vodou. Radšej sa ma ale nepýtajte, ako to funguje na magnetickom rovníku, to som v článkoch nenašiel. :)
Btw: nestačí rybám bočná čiara? To je predsa elektrické zariadenie ak sa dobre pamätám a elektrina a magnetizmus jedno jest.
Zajímavé jen....
Alena Matejkova,2012-12-07 16:11:19
Jen ten receptor stále nikdo ne a ne najít :)
Skoda, ze tu orientaci pise stale ta stejna parta a jini to nepotvrzuji :(
Ano
Karel Wágner,2012-12-07 10:04:49
Ano, já s Vámi souhlasím. Jde především o orientaci. Jen bych ještě podotkl, že magnetický alignment je statistický fenomén. Jeden kapr, který plave jiným směrem hypotézu ještě nefalzifikuje.
Migrace?
Pavel Rinn,2012-12-07 09:47:25
Pořád se tu mluví jenom o migraci. Zkuste si ale někdo ve vodním sloupci, kde je vidět jen třeba metr, nebo méně, plavat rovně nějakým směrem bez kompasu. Můžu Vám garantovat, že se bude člověk motat jak nudle v bandě a nikdy nenajde místo kam směřoval.
Jenom k té migraci
Karel Wágner,2012-12-07 09:17:47
Jen maličkou poznámku k té migraci. Výzkum magnetorecepce byl u ryb logicky dosud zaměřen na stěhovavé druhy ryb, zejména na ryby lososovité a úhoře. Jak ale ukázaly nedávné studie, v přírodních podmínkách, tedy v řekách, kde nedošlo k antropogennímu zásahu do přirozené morfologie vodního toku, může kapr migrovat při dlouhém tahu, dosahujícím délky až několika set kilometrů.
migrace a migrace
Ivo Přikryl,2012-12-07 09:43:46
Velmi přesně to vystihl Pavel Rinn. Pro orientaci v prostředí, kde je velmi malá viditelnost, je vnímání magnetického pole (plus pocit nahoře - dole) velmi praktické. Usnadnění orientace při migraci na velké vzdálenosti je pak jen bonus. Při migraci v řekách nemají ryby tu volnost jako ptáci ve vzduchu nebo ryby v oceánu. Lepším vodítkem je vodní proud. Myslím, že schopnost orientace podle magnetického pole vznikla u málo pohyblivých organismů. Bylo by zajímavé to ověřit u prvoků a bakterií.
Souhlas
Pavel Rinn,2012-12-07 09:54:27
Souhlasím s Ivo Přikrylem. Způsob života prvoků a bakterií neznám, ale jako potápěč vím, jak lehké je ztratit se pod vodou i s kompasem, natož bez něj :-).
extrapolace mimo vanocni prodej
Martin Krupicka,2012-12-10 14:04:36
Pokud bych mel pracovat jen s tvrdymi daty, tak bych dovodil, ze nezavisle na poloze kade v praze se kapri nejradeji orientuji severo-jizne.
Bez hlubsich znalosti biologie bych rekl, ze pokud se vsichni otoci stejnym smerem, tak zaberou nejmin mista a nebudou se zbytecne postuchovat ocasy. Takze mozna jen formovani do hejna?
Otázka proč?
Pavel Rinn,2012-12-07 08:52:39
Proč mají kapři kompas? Měl bych dotaz... Zkoušel se někdo z Vás potápět? Zkuste se zeptat potapěče, na co má pod vodou kompas :-). Potápěči také nemigrují a vzhledem k tomu, že pod vodou není výhled a v podstatě žádné záchytné body jak nad vodou, tak se tam ten kompas sakra vyplatí. Orientace pod vodou není jednoduchá ani s kompasem, bez něj bych řekl, že je to naprosto nemožné. Nejsem žádnej odborník, ale pokud byste chtěli podrobnější informace, tak se mi ozvete na e-mail :-).
Prubířský kámen
Karel Wágner,2012-12-07 08:33:58
Články o magnetorecepci občas vyvolávají bouřlivé diskuze. Nyní to ale vypadá, že mezi zvířata, která se orientují podle geomagnetického pole, patří i docela obyčejní kapři obecní (Cyprinus carpio). Opět se tak zřejmě ukazuje, že navzdory tomu, jak nepravděpodobný se na první pohled zdá být fenomén magnetorecepce, nás četná pozorování takovýchto behaviorálních projevů přesvědčují o opaku. Někteří ze skeptiků možná namítnou, že v případě projevů magnetorecepce vánočních kaprů v kádích nesplňuje uvedený výzkum vědecké standardy, kterými by se měla vědecká práce řídit. To ale neznamená, že by nemohl být tento výzkum vnímán alespoň jako pilotní testy, u kterých bylo dosaženo velmi zajímavých výsledků, vyžadujících replikaci za přísnějších podmínek. Jinak řečeno, digitální fotoaparát a kompas má s dispozici prakticky každý vědec v České republice. Možná tak budou letošní Vánoce pro zastánce i odpůrce magnetorecepce obzvláště zajímavé...
výbava
Marek Fucila,2012-12-07 13:00:00
Niektorí si možno k foťáku a kompasu pribalia aj silné magnety a zatancujú si s rybkami.:-)
Trochu som nepochopil význam zdôraznenia tej odchýlky v článku. Z kontextu je zrejmé, že orientácia rýb korešponduje s magnetickými pólmi. Ale predpokladám, že orientáciu kadí tiež pri pokuse určili kompasom a nie zo satelitnej fotografie. Potom zakresleniu do súradníc zrejme predchádzalo vychýlenie k zemepisným pólom. Takže až sa mi vnúka otázka, či je nejaký dôvod otáčať to do zemepisných súradníc, keď zaujímavé sú tie magnetické.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
