Těžký život na hraně extrému: Poznejte nejodolnější organismy naší planety

Mezi nejvíc nehostinná místa naší planety bezesporu patří příkrá úbočí velkolepého himálajského pohoří. Tamní organismy nesužuje pouze mráz či silný vítr, nýbrž i řídký vzduch a nedostatek kyslíku. Do nejvýš položených míst vystupuje ze savců například jak divoký, kterého lze občas zahlédnout i v oblastech okolo 6 000 m n. m. Ještě o kousek výš je možné pozorovat příbuznou zajíců pišťuchu velkouchou a některé zástupce bezobratlých. V roce 2008 objevili vědci v nadmořské výšce 5 500 metrů na samotném Mount Everestu čmeláky, kteří běžně žijí o něco níž. Při laboratorních pokusech pak zjistili, že by tento hmyz díky svým skvělým letovým schopnostem teoreticky dokázal vystoupat až do 9 000 m n. m. 

V oblastech okolo 6 700 m n. m. se vyskytují pavouci skákavky druhu Euophrys omnisuperstes, které vědci považují za nejvýš žijící tvory na světě. Někteří ptáci se sice bez problémů dostávají i mnohem výš, jenže hory „jen“ přelétávají a nežijí tam trvale. Avšak ani vrchol Everestu nepatří k neobydleným lokalitám bez života. Některé mikroorganismy se totiž mohou díky vzestupným vzdušným proudům dostat i několik desítek kilometrů nad zemský povrch.

Vzhůru do hlubin 

Hlubiny oceánů se vzhledem k obrovskému tlaku vody, chladu a naprosté absenci světla nejeví jako ideální místo k životu, přesto se to i tam různými organismy jen hemží. Málokdo by si v takovém případě nevzpomněl na bizarní mořské „ďasy“, dravé ryby vyčkávající na svou kořist až v hloubce 1 000 metrů, a na další podobná stvoření dráždící fantazii. 

O něco hlouběji najdeme třeba chobotnici hlubinou, která žije i víc než 4 000 metrů pod hladinou Atlantiku, anebo červovité žaludovce (až 3 000 metrů) či ryby zubatky, jež loví kořist až v 5 000 metrů. Život však najdeme dokonce i v nejhlubším místě na planetě – v Mariánském příkopu. Před časem světem prolétla zpráva o poměrně nenápadné dravé rybě Pseudoliparis swirei z čeledi terčovkovitých. Badatelé ji objevili 8 kilometrů pod hladinou, kde si spokojeně pochutnávala na členovcích, kteří tam žijí. Ještě níž bychom našli různé mikroorganismy a před několika lety vyšlo najevo, že i na dně nejhlubšího podmořského příkopu, bezmála 11 kilometrů pod hladinou, se poměrně dobře daří bakteriím.

Bez kyslíku

Kyslík představuje pro naprostou většinu pozemského života klíčový prvek a dlouho se předpokládalo, že komplexnější organismy se bez něj – alespoň v některé životní fázi – neobejdou. O to větší rozruch vzbudil v roce 2010 článek o prvním živočichovi, který údajně přežívá za naprosté absence tohoto plynu. Jednalo se o tři zástupce třídy Loricifera (korzetky), nalezené na dně Středozemního moře. Žili v hustém a na sulfidy bohatém bahnitém sedimentu, v němž se nevyskytoval absolutně žádný kyslík. Přesto vše nasvědčovalo, že tam nepatrní živočichové, dosahující velikosti do 1 mm, prospívali. 

Po zveřejnění článku sice někteří biologové vyjádřili pochybnosti, přičemž tvrdili, že nalezení jedinci patrně představovali jen rozkládající se mrtvé organismy. Avšak vědci, kteří objev učinili, svá tvrzení přesvědčivě obhájili. Mimo jiné naznačili, že korzetky na rozdíl od většiny eukaryot (organismů s buňkami obsahujícími buněčné jádro a množství dalších organel) možná ani nemají mitochondrie, tedy jakési elektrárny zajišťující „palivo“ pro provoz buněk. Místo nich disponují tzv. hydrogenozomy, které jim život v bezkyslíkatém prostředí umožňují.

Vražedný mráz

Život se ovšem dokáže vypořádat i s hlubokým mrazem. Například arktičtí medvědi lední se brání ztrátám tepla perfektní izolací v podobě podkožního tuku a husté srsti, v níž zmíněné vlastnosti umocňují duté krycí chlupy. Tyto šelmy dokonce ztrácejí tak málo tepla, že zůstávají poměrně nenápadné i na snímku z termokamery. Na podkožní tuk a neprodyšný tělní pokryv, v tomto případě husté promaštěné peří, se spoléhají také tučňáci v Antarktidě. 

Savci i ptáci představují zvířata teplokrevná neboli homoiotermní, avšak s chladem se úspěšně potýkají i různí poikilotermní (nepřesně studenokrevní) živočichové. Uvedená skupina se v chladném období brání umrznutí například tím, že snižuje množství vody v těle či podléhá částečnému zamrznutí, případně produkuje jakési nemrznoucí směsi z bílkovin a sacharidů. Kupříkladu někteří severoameričtí skokani bez potíží přežívají dlouhodobé prochladnutí na téměř −15 °C, stejně jako opakované zmrznutí a roztávání. 

Brouk lesák zase snáší snížení tělesné teploty zhruba na 60 °C pod nulou, přičemž jeho larvy přečkají ještě výrazně nižší extrémy. Jejich schopnosti ovšem blednou před podivně vyhlížejícími želvuškami, které dokážou přežít i teploty blížící se absolutní nule (−273,15 °C), a právem se tak označují za nejodolnější pozemské živočichy.

Vedro a sucho

Organismy se nemusejí bránit jen nízkým teplotám, nýbrž odolávají i těm vysokým, s nimiž jde mnohdy ruku v ruce nedostatek vody. Rostliny z pouštních či polopouštních oblastí si pro boj s horkem a suchem vyvinuly nejrůznější strategie. Některé v nejsušším období shazují listy, jiné mají zrychlený životní cyklus pro období, kdy je srážek dostatek. K dalším možnostem patří urputné zadržování vody či pokrytí povrchu těla různými vosky, chloupky a trny, jež část záření odrazí. Díky tomuto přizpůsobování přežívají některé rostliny i v Údolí smrti ve východní Kalifornii, kde teplota občas přesáhne 50 °C. 

Mnoho pozoruhodných strategií boje s přehříváním najdeme také u živočichů. Přeborníky v tomto směru – i podle Guinnessovy knihy rekordů – představují pouštní mravenci z rodu Cataglyphis, kteří obývají Saharu a vydrží zahřátí těla až na 53 °C. Další zvýšení teploty už by však bylo kritické, a aby k němu nedošlo, pomáhají jim dlouhé nohy, díky nimž se stále nacházejí několik milimetrů nad rozpáleným pískem. Dále využívají rychlý pohyb a odpočívají na vegetaci, která je o něco chladnější než okolí. Již zmíněné želvušky nicméně tyto mravence „strčí do kapsy“, neboť ve zdraví přečkají i teploty přesahující 150 °C.

V zemské kůře

V posledních letech se stále jasněji ukazuje, že různými mikroorganismy a nejjednoduššími mnohobuněčnými živočichy se to jen hemží i v zemské kůře. Jejich studium je sice nesmírně složité, potřebné metody nicméně existují. Biologové tak pod povrch Země nahlížejí díky hlubokým vrtům nebo odebírání vzorků v dolech, vodonosných vrstvách či jeskyních. Rozsáhlý projekt v letech 2008–2018 ukázal, že pod našima nohama existuje daleko rozsáhlejší ekosystém, než jsme si dokázali představit. 

Vědci například zjistili, že různé organismy – především bakterie a archea – se běžně nacházejí i 5 km pod zemským povrchem a pravděpodobně ještě hlouběji, třebaže se tam musejí vyrovnávat s vysokými teplotami a tlakem. Nevadí jim ani nedostatek živin a energie, pro jejichž získávání patrně využívají rozklad různých anorganických látek, například síry či železa. Badatelé odhadují, že by pod povrchem naší planety mohlo žít až 70 % pozemských bakterií a archeí. Zmíněné výzkumy jsou však zajímavé i z jiného důvodu: Možná nám totiž prozrazují, jak a kde vznikal pozemský život.

Podmořská vřídla

Jeden z nejúžasnějších, nejpodivnějších a donedávna v podstatě neznámých pozemských ekosystémů představují spletitá a bujná společenství organismů žijících kolem termálních vývěrů hluboko v moři. Tato tepelná vřídla, označovaná jako bílí a černí kuřáci, vznikají stykem vody s lávou, chrlí proudy bohaté na sulfan i jiné látky a dosahují teplot až kolem 350 °C. Uvedená hodnota sice po styku s ledovou vodou rychle klesá, přesto vytváří oblast s teplotami příznivými pro život. 

Daří se tam především četným mikrobům, kteří získávají energii rozkladem anorganických, zejména sirných sloučenin. Tyto organismy nejsou závislé na slunečním záření ani na jiné formě života a zajišťují přežití celého rozsáhlého potravního řetězce, složeného ze slepých korýšů, měkkýšů, mnohoštětinatců, chobotnic či ryb. 

S některými komplexnějšími organismy pak bakterie udržují symbiotické vztahy. Příkladem může být mnohoštětinatý červ Alvinella pompejana, který je má jednak v trávicím traktu, jednak v silné vrstvě na povrchu těla, kde ho v podobě výživného slizu ochraňují před horkou vodou.

Svět uvnitř nás

Život využívá každou vhodnou skulinku, a nepřekvapí tedy, že se některé organismy „rozhodly“ cizopasit v tělech jiných. V určitých případech je to ku prospěchu obou stran, jak dokládá třeba lidský střevní mikrobiom. Tvoří jej miliardy mikrobů, jež nám za „byt a stravu“ poskytují řadu neocenitelných služeb: od trávení po vliv na psychiku a příspěvek k celkovému zdraví. Jindy, zejména v případě různých parazitů, se ovšem o příjemné soužití nejedná. 

Příkladem se může stát zdatná cestovatelka škrkavka dětská, která cizopasí v tenkém střevě. Její vajíčka se do těla dostávají obvykle s potravinami či vodou kontaminovanou lidskými výkaly. Když vajíčko doputuje do tenkého střeva, vylíhne se z něj drobná larvička, jež se tam však zatím neusadí. Naopak proniká stěnou střeva do krevního či lymfatického oběhu, odkud směřuje přes játra do plic. Tam vyvolává kašel, dostane se tak až do ústní dutiny a po spolknutí opět míří do střeva, kde konečně najde útočiště – samozřejmě na úkor člověka, jemuž tím zadělá na nemalé zdravotní problémy.