Pohlednice z ultrafialových krajů

Ze Slunce dopadá na zemský povrch záření o různých vlnových délkách. Pouze úzkou část celého tohoto spektra tvoří viditelné světlo, na které je citlivý lidský zrak. Rozsah jeho vlnových délek se pohybuje zhruba od 390 do 700 nanometrů. Existuje však řada živočichů, jejichž zrak tyto hranice do jisté míry překračuje. Někteří plazi jsou například citliví také na infračervené záření (s vlnovými délkami 700 nanometrů až 1 milimetr).

Tajné vzkazy v UV

Mnozí živočichové jsou na druhou stranu vnímaví k paprskům o vlnových délkách kratších, než má viditelné světlo. V tom případě mluvíme o ultrafialovém (UV) záření; zde nás bude zajímat hlavně takzvané blízké UV A v rozmezí 315–400 nanometrů. Existuje zároveň nemalý počet živočichů a rostlin, kteří nesou na povrchu svého těla kresby či vzory viditelné pouze v této části spektra. Podobné struktury jsou tedy neviditelné pro organismy, jež nejsou citlivé na UV. Takové znaky se pak mohou uplatnit jako tajné signály, skryté třeba před zraky predátora.

Dodejme, že zbarvení povrchu organismu můžeme zjednodušeně dělit na dva typy. Pigmentové je založeno na barvivech, která pohlcují (absorbují) světlo určitých vlnových délek. Strukturální využívá jiné optické jevy, například odraz či lom světla. Výsledné zbarvení je často dáno kombinací obou typů, což platí i pro to ultrafialové.

Vodítka pro opylovače

Kresby patrné pouze v UV najdeme třeba na některých květech. Často uváděným příkladem je blatouch bahenní, jehož květy se nám jeví jako zcela žluté. Na fotografii zachycující ultrafialovou část spektra se ale střed květu jeví tmavý, protože pohlcuje UV složku dopadajícího slunečního záření. Jasně světlá je pouze část okvětních lístků, která UV paprsky odráží.

Tradičně se uvádí, že ultrafialové vzory slouží opylovačům jako vodítka či návěstidla k místu, kde se nachází pyl, přičemž velmi důležitým aspektem takového zbarvení je kontrast jednotlivých částí květu. Kromě blatouchu existuje i spousta dalších rostlin, jejichž květy se při zahrnutí UV složky spektra zdají jiné, než jak je běžně známe.

Jedním z prvních, kdo si fenoménu ultrafialových kreseb na květech povšiml, byl americký entomolog Frank E. Lutz. Věnoval se jak obecné problematice spojené s těmito vzory, tak jejich významu pro opylovače, především včely. Byl pravděpodobně prvním badatelem, který tyto kresby dokázal trvale zaznamenat (používal k tomu takzvanou dírkovou komoru). Ukázal také, že „neviditelné“ vzory nejsou pouze doménou rostlinné říše, a pořídil „ultrafialové“ obrázky prvních živočichů, konkrétně motýlů.

Motýli: barevnější, než si myslíte

Motýli se později stali vhodnými modelovými organismy pro studium UV kreseb a evolučně-ekologických aspektů s nimi spojených. U motýlů, podobně jako u dalších skupin, plní tyto vzory často funkci druhotného pohlavního znaku. Ten může sloužit například k rozpoznání správného sexuálního partnera. Pokud je vytvoření kresby pro živočicha energeticky náročné, může také informovat o kvalitách svého nositele.

Ultrafialové kresby motýlů často kopírují různé vzory či plochy patrné i ve viditelném světle. Známe však několik výjimek. Jednu z nich představuje dobře známý motýl, který je pro svou jasně žlutou barvu nepřehlédnutelnou ozdobou naší přírody. Řeč je o žluťásku řešetlákovém (Gonepteryx rhamni). Samec žluťáska, který se nám jeví jako citronově žlutý, vypadá v UV oblasti spektra poněkud jinak. Plošky na vrchní straně předních křídel poměrně silně odrážejí ultrafialové záření, kdežto okraje křídel jej pohlcují. U samice naopak UV paprsky silně odráží spodní strana křídel.

Není náhodou, že žluťásek zaujal už první badatele na tomto poli. V 50. letech minulého století se pak stal zřejmě prvním živočichem, jehož ultrafialová podoba byla zachycena s využitím klasické fotografie.

V následujících letech se do hledáčku přírodovědců dostaly rovněž další druhy motýlů a dnes už existuje mnoho studií, které odhalují nesčetná tajemství těchto vzorů. Pozoruhodné je, že plochy odrážející UV jsou na křídlech často patrné jen z určitého úhlu. Při pohybu křídel tak kresba působí dojmem, jako by blikala nebo lidově řečeno házela prasátka.

Pavouci, ptáci a hraboší moč

Kresby či vzory viditelné jen v ultrafialovém záření nalezneme také u jiných bezobratlých. Kromě brouků jsou to například někteří pavouci. U nich mají kresby odrážející UV, podobně jako u motýlů, roli důležitých druhotných pohlavních znaků. V případě skákavky Cosmophasis umbratica jsou dokonce nezbytné pro samotné zahájení námluv mezi partnery. Další pavouk, australský běžník Thomisus spectabilis, láká pomocí své UV kresby kořist na květ, kde sedí. Napodobuje tak kontrastní ultrafialový vzor, který je klíčový pro komunikaci rostlin s opylovači.

Ultrafialové zbarvení není výjimkou ani mezi obratlovci. Setkáme se s ním u ryb i plazů, avšak nejprozkoumanější je u ptáků. Také jim slouží tyto vzory jako znaky spojené s výběrem pohlavního partnera. Citlivost zraku na ultrafialové vlnové délky ovšem využívají někteří ptáci rovněž při hledání potravy. Jedním příkladem jsou poštolky, vyhledávající vhodná loviště podle množství UV záření odraženého močí hrabošů – „zářivější“ louka skýtá více kořisti. Někteří pěvci zas umí podle charakteru odražených UV paprsků rozpoznat zralé borůvky.

Autor je členem výzkumného týmu „Ultrafialová skupina“, který působí na katedře filosofie a dějin přírodních věd Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy.

Na webu katedry si můžete přečíst základní informace o práci skupiny.

Další podrobnosti o ultrafialovém zbarvení bezobratlých najdete ve článcích z časopisu Živa.