Proč narvalí kel roste vždycky rovně? Vědci objevili opačně orientované struktury v jeho vnější a vnitřní části

Narvalové patří k nejpodivuhodnějším obyvatelům Arktidy. Tito kytovci jsou proslulí svým dlouhým, rovným a spirálovitě stočeným klem, který může dorůstat délky až kolem tří metrů. Většina samců má jen jeden kel, někteří narvalové se ale pyšní dvojicí klů a kly se objevují i u zhruba 15 % samic.

Na první pohled je pozoruhodný už samotný tvar klu. Zatímco u jiných zvířat, například slonů, jsou podobné ozdoby výrazně prohnuté, narvalí kly rostou překvapivě rovně. Ještě podivnější je skutečnost, že všechny známé narvalí kly se spirálovitě stáčejí stejným směrem – doleva. Právě tato neobvyklá kombinace dokonale rovného růstu a jednotného směru spirály dlouho vrtala vědcům hlavou.

Nyní se díky moderním zobrazovacím metodám podařilo týmu vědců vedeného Henrikem Birkedalem, profesorem chemie na dánské Aarhuské univerzitě, nahlédnout do struktury klu v dosud nevídaném detailu. Výsledky studie publikované v časopise Nature Communications ukazují, že tajemství neobvyklého růstu narvalích klů se skrývá v samotných stavebních prvcích zubu.

Dvě spirály

Vědci zjistili, že vnitřní struktura narvalího klu je mnohem komplikovanější, než by se mohlo zdát. Jeho základní stavební prvky tvoří mimo jiné drobné vláknité struktury mineralizovaného kolagenu. Právě kolagen je bílkovina, kterou najdeme také v lidské kůži a kostech. Henrik Birkedal jeho strukturu přirovnává k „napůl uvařeným špagetám“ – je dostatečně pevná, ale zároveň pružná.

Podrobné snímkování odhalilo překvapivý mechanismus. Vnější část klu, označovaná jako cementum, obsahuje struktury uspořádané do levotočivé spirály. Vnitřní část, tedy dentin, má přitom strukturu opačnou – spirála se zde stáčí doprava.

Narvalí kel tak v sobě ukrývá dvě protichůdně orientované spirály. Právě jejich vzájemné působení podle vědců umožňuje, aby výsledný zub rostl v téměř dokonale přímém směru. Struktury směřující proti sobě zřejmě mohou pomáhat vyrovnávat síly působící během růstu klu.

K odhalení tohoto mechanismu vědci použili pokročilé rentgenové skenování. Birkedal technologii popisuje jako jakousi „turbo verzi“ výpočetní tomografie (CT). Ta jim umožnila vytvořit mimořádně detailní obraz vnitřní struktury klu a následně propojit jeho makroskopický tvar s uspořádáním mikroskopických stavebních prvků.

Spirálovité struktury přitom nejsou v přírodě ničím neobvyklým. U různých organismů se mohou vyskytovat pravotočivé i levotočivé varianty, někdy dokonce u stejného druhu. U některých plžů například existují ulity stáčející se oběma směry.

Narvalové jsou však podle současných poznatků v tomto směru výjimeční. Jeho kel je známý jako jediný živočišný kel, který se pravidelně stáčí výhradně doleva. V kombinaci s mechanismem umožňujícím jeho přímý růst jde o mimořádně specifickou konstrukci.

K čemu vlastně narvalům slouží jejich kel?

Objev vysvětluje, jak může narvalův kel růst, ale zatím neodpovídá na základní otázku: proč vůbec narval tak dlouhý a nápadný kel má?

Jeho přesná funkce zůstává předmětem vědeckých debat. Jedna z hlavních hypotéz předpokládá, že narvalí kel neslouží primárně k lovu. Mohl by být spíše nástrojem společenské komunikace, kterým tito kytovci demonstrují své postavení nebo přitahují partnery. Jeho velikost a vzhled by tak mohly hrát roli při soupeření mezi jedinci i při rozmnožování.

Kel ale může mít i praktické využití při získávání potravy. Narvalové se živí rybami a olihněmi a potravu dokážou nasávat. Rovný kel by přitom mohl méně překážet při tomto způsobu krmení než výrazně zahnutý zub. Vědci však zatím nemají jistotu, zda některá z těchto funkcí představuje skutečný hlavní důvod, proč se tak neobvyklý znak u narvalů vyvinul.

Kel jako kronika života narvala

Nový výzkum může přinést ještě jeden zajímavý způsob, jak narvaly studovat. Jejich kly totiž nerostou najednou, ale vytvářejí postupně vrstvy podobně jako letokruhy u stromů. Z jejich počtu tak lze odhadovat věk zvířete.

Jednotlivé vrstvy klu se navíc mohou lišit svým minerálním a chemickým složením. Vědci proto uvažují, zda by se v nich daly hledat informace o životě konkrétního jedince. Chemické změny zaznamenané v jednotlivých vrstvách by teoreticky mohly odrážet například změny prostředí, potravy nebo jiné události, které zvíře během života prožilo.

Kel by se tak mohl stát jakousi biologickou kronikou. Namísto pouhého odhadu věku by vědcům mohl nabídnout mnohem podrobnější pohled na životní historii jednotlivých narvalů.

Další odpovědi čekají uvnitř lebky

Výzkum narvalů tím ale nekončí. Dalším cílem vědců je podrobně prozkoumat část narvalí lebky, v níž kel vzniká. Právě tam by mohli zjistit více o samotném mechanismu jeho růstu a o tom, jak se jeho neobvyklá vnitřní struktura během vývoje vytváří.

Pro vědu je to důležité i z praktického důvodu. Narvalové žijí v hlubokých a obtížně přístupných arktických vodách a jejich přímé pozorování je mimořádně komplikované. Vědci proto jen obtížně sledují jejich život v přirozeném prostředí.

Jejich kly by mohly představovat způsob, jak tento problém alespoň částečně obejít. Pokud se podaří spolehlivě rozluštit chemické a minerální změny zaznamenané v jejich jednotlivých vrstvách, mohl by jediný kel vyprávět část životního příběhu zvířete, které vědci během jeho života téměř nemají možnost pozorovat.

Narval tak zůstává jakýmsi skutečným jednorožcem Arktidy. Jeho kel je nejen jedním z nejpodivuhodnějších příkladů evoluce, ale možná také přirozenou kronikou, která ukrývá informace o životě svého nositele.