Řekni mi to vůní. Pachová komunikace řídí životy zvířat i lidí

Pachové signály jsou u živočichů jedním z klíčových dorozumívacích prostředků. Důležité jsou ale i u lidí. Čich nás chrání před nebezpečím – požárem, zkaženým masem nebo toxickým odpadem. Také nám ale podvědomě napovídá, který partner bude ideální pro založení rodiny. Labyrintem pachové komunikace nás na stránkách čtvrtletníku A / Magazín provedla evoluční bioložka Barbora Vošlajerová z Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR.

Všichni ho odjakživa považovali za zrůdu. Jean-Baptiste Grenouille nijak nevoněl, ani nesmrděl. Člověk bez chuti a bez zápachu. Jeho matku popravili a kojná ho po pár dnech odložila jakožto potomka ďábla. Dětstvím se protloukal, jak se dalo. Záhy zjistil, že se od ostatních odlišuje ještě něčím dalším – geniálním nosem, kterým dokázal rozeznat tisíce vůní a pachů ve svém okolí. Lepším než čenich psa nebo jakéhokoli jiného zvířete, které se orientuje čichem.

Spíše než darem z nebes se ale jeho schopnost projevila jako pekelný nástroj, který ho dovedl k hrůzným činům. Tolik stručný popis děje knihy Parfém: Příběh vraha od německého spisovatele Patricka Süskinda, odehrávající se v kulisách Paříže 18. století. 

Román Parfém: Příběh vraha svou neobvyklostí vyvolal celosvětovou pozornost.

Proč v úvodu zmiňujeme zrovna tento poměrně útlý román z roku 1985, známý hlavně díky stejnojmennému filmu z roku 2006? Když totiž pročítáte materiály, které se týkají tématu vůní a pachů, a mluvíte s lidmi z oboru, dříve nebo později na tuhle knihu nebo film zákonitě narazíte. Jako by je znali všichni, kteří se o vůně zajímají.

Vůně žen a mužů
S obsahem románu se prý musely seznámit i účastnice dnes už klasického, tzv. tričkového experimentu týmu biologa Clause Wedekinda z bernské univerzity. Ten v první polovině devadesátých let 20. století zkoumal vliv pachu opačného pohlaví u lidí a mimo jiné přišel na to, jak schopnost čichu mění hormonální antikoncepce. 

Muži nesměli v průběhu pokusu používat průmyslové vůně, jíst výrazná jídla, kouřit ani se pohybovat v zakouřeném prostředí. Ženy měly za úkol hodnotit pach jejich použitých bavlněných triček. Byly přitom rozdělené podle toho, jestli užívaly antikoncepci, nebo ne.

Ukázalo se, že ženy bez tablet proti početí upřednostňovaly muže s odlišným, tzv. hlavním histokompatibilním komplexem (MHC), zatímco ženy, které je užívaly, si vybíraly muže s podobným MHC. Přitom komplex MHC hraje u živočichů jednu z hlavních rolí v imunitním systému, mimo jiné při rozpoznávání cizorodých struktur.

O myších a lidech
Důležitost MHC při výběru partnera již dříve prokázaly studie provedené na myši domácí. Samice myší jsou schopné rozpoznat pach samců lišících se v antigenech MHC a dávají přednost páření s protějšky s rozdílným hlavním histokompatibilním komplexem, než je jejich vlastní. Díky tomu se zmenšuje riziko příbuzenského křížení a zvyšuje se odolnost populace vůči patogenům.

Myš je vůbec velmi vhodným adeptem pro zkoumání (nejen) pachu. Díky krátkému životnímu cyklu a rychlému a snadnému množení se stala nejvíce používanou pomocnicí ve vědě a pomohla k získání více než 40 Nobelových cen. Důležité pro vědu jsou nejen myši laboratorní, ale i ty volně žijící.

Bez laboratorních zvířat, zejména myší, se věda neobejde.

Unikátní přírodní laboratoř vědcům nabízí hybridní zóna procházející napříč Evropou, kde se stýkají dva poddruhy myši domácí – západní Mus musculus domesticus a východní Mus musculus musculus. Ukazuje se přitom, že právě pach a čich hrají důležitou roli v kontaktech těchto dvou poddruhů.

Výzkumu myší v hybridní zóně se dlouhodobě věnují badatelé z Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR a z Ústavu biologie obratlovců AV ČR. (O hybridní zóně v souvislosti s evolucí druhů jsme psali v A / Magazínu 1/2024.)

„Olfaktorická, tedy pachová komunikace je bezesporu pro myš nejvýznamnějším zdrojem informací o prostředí, potravě i ostatních jedincích,“ uvádí Barbora Vošlajerová z liběchovského pracoviště Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR.

Význam pachové komunikace u myší podle vědkyně dokazuje obrovská expanze genových rodin – jak genů, které kódují pachové signály, tak genů pro olfaktorické receptory (tedy genů pro vysílače i přijímače pachů). Uvádí se, že myš má více než 1500 genů pro receptory pachu, zatímco člověk jen okolo 400 (pes přibližně 800, slepice asi 350). Stejné je to s geny pro signály, zatímco u lidí se vyskytují (pokud vůbec) v jedné či několika málo kopiích, u myši jsou mnohonásobně zmnoženy do desítek kopií.

Barbora Vošlajerová z Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR (CC)

Sběr bobků a utírání slz
Metody výzkumu pachové komunikace myší jsou rozličné: od etologických, které zkoumají chování například v bludišti nebo polopřirozených chovech, až po genetické a proteomické. Nezbytnou součástí bádání bývají také cesty do terénu za účelem sběru vzorků. „Když se mě dříve ptali kamarádi nebo rodiče, čím se zabývám, vyprávěla jsem jim, jak jezdím dům od domu a chytám myši, kterým pak odebírám bobky, moč a sliny,“ směje se vědkyně. „Protože se ale již více než dvacet let věnujeme výzkumu pachových signálů v hlavové oblasti, posunula jsem se od sběru moči a slin i k romantickým slzám,“ dodává.

Vůbec nejprozkoumanější je myší moč, která je typickým poznávacím znamením tohoto hlodavce. Pokud jste někdy ve stodole nebo ve spižírně cítili „myšinu“, byly to zřejmě právě odéry myší moči. Různých kombinací pachových látek v moči existují stovky a ty nejčetnější, hlavní močové proteiny (se zkratkou MUP) kóduje celkem jednadvacet genů. Díky své rozmanitosti přinášejí informace o původu jedince, jeho zdraví i reprodukčním stavu. (Na výzkum pachů moči u myší se v České republice specializuje tým Pavla Stopky z katedry zoologie Přírodovědecké fakulty UK a výzkumného centra BIOCEV, s nímž Barbora Vošlajerová s kolegy také spolupracuje.)

„Hlavní močové proteiny mají speciální strukturu, která vytváří hydrofobní kapsu, kam se mohou navázat těkavé látky. Jakmile pachová stopa zaschne, kapsička praskne a pachové látky se uvolňují do okolí,“ popisuje badatelka. MUPy se vylučují v játrech a přes plazmu se dostávají do krve a do moči. Některé se ale objevují i ve slinách a slzách, kde jsou však dominantnější jiné druhy proteinů – například ESP (proteiny exkrečních žláz), OBP (odorant vázající proteiny) nebo sekretoglobiny.

Chemické parohy
V dlouhodobější komunikaci myších společenství jsou primární močové proteiny, v bližším kontaktu mezi jedinci ale hrají roli pravděpodobně jiné typy signálů. Když se myšky setkají, očichávají se, dotýkají se čumáčků, okolí očí a krku a získávají informace o svém protějšku z proteinů, které jsou produkty žláz v hlavové části, tedy hlavně ze slin a slz.

Díky genetickým studiím víme, že mezi jednotlivými poddruhy myši se tyto proteiny liší a slouží tak i k rozpoznávání vlastního poddruhu. Čím blíže hybridní zóně, tím pečlivější je výběr partnera, protože daň za omyl v podobě méně kvalitního hybridního potomstva může být vysoká. „Říká se tomu teorie zesílení mezidruhové bariéry,“ vysvětluje Barbora Vošlajerová.

Oba poddruhy se liší složením „vůně“ i jejím významem. Samci západního poddruhu mají větší slinné a slzné žlázy než samice. Tyto proteiny, ať už slinné, slzné, nebo močové tedy mohou sloužit jako jakési „chemické parohy“ myších samců – čím komplexnější a výraznější pach, tím úspěšnější samec, podobně jako u jelenů čím větší paroží, tím atraktivnější jedinec. 

Ještě větší pohlavní rozdíly se vyvinuly třeba u kapybar. Dominantní samci mají u kořene nosu černě se lesknoucí pachovou kožní žlázu zvanou morillo, která v období rozmnožování produkuje bělavý sekret přitahující opačné pohlaví. Samičky kapybar mají podobné žlázy také, avšak podstatně menší.

Podle nosa poznáš kosa
U muže asi větší nos automaticky silnější zájem dívek nevyvolá. Přesto je i u člověka pachová signalizace v komunikaci nesmírně podstatným a možná často podceňovaným faktorem. Na vědomé úrovni se orientujeme především zrakem a sluchem. Na té podvědomé už to může být trochu jinak, jak ostatně ukázal i experiment s hormonální antikoncepcí a odlišným výběrem partnerů.

Svět pachů a vůní je špatně uchopitelný, těžko se racionálně popisuje a podléhá subjektivním emocionálním dojmům. Možná také proto mu věda dosud nepřikládala až tak velkou pozornost. Mění se to až v posledních pár desítkách let. Za objev čichových receptorů a organizace čichového systému byla udělena Nobelova cena v roce 2004 (americkým vědcům Richardu Alexovi a Lindě Buckové).

Bádání v oblasti čichu napomáhají nejnovější vědecké metody. Pachové molekuly lze zkoumat třeba pomocí hmotnostní spektrometrie. Díky ní například víme, že specifičnost určitého pachu nemá na starosti jedna látka, ale celá kombinace různých substancí. Neexistuje žádný konkrétní ženský nebo mužský feromon, který by se dal použít do parfému a úspěch na rande by byl zaručen. Pachová stopa každého jedince je výsledkem propojení mnoha faktorů včetně stravy a životního stylu.

Zatím méně prozkoumanou, ale fascinující oblastí je také vliv střevních bakterií neboli mikrobiomu na odér každého z nás. Analýza individuálního pachu by mohla v blízké budoucnosti pomoct i při diagnostice nemocí – na konceptu „elektronického nosu“ pracují mnohé laboratoře po celém světě. V příštích letech se tedy v této oblasti výzkumu ještě máme na co těšit. A třeba se i ve světě vědy dočkáme podobně napínavého příběhu, jako byl ten Jeana-Baptista Grenouille – muže, který neměl žádný pach, ale zato geniální čich. 

Článek vyšel pod názvem Vůně jako komunikační směrovka v A / Magazínu 4/2024:

4/2024 (verze k listování)
4/2024 (verze ke stažení)

Čtvrtletník A / Magazín vydává Akademie věd ČR. Výtisky zasíláme zdarma všem zájemcům. Kontaktovat nás můžete na adrese predplatne@ssc.cas.cz.

Evoluční bioložka Barbora Vošlajerová nás provedla historickým areálem Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR v Liběchově na Mělnicku. Poslechněte si v podcastu, k čemu tam chovají miniprasata a jak zní zpěv myších samečků.

Text: Leona Matušková, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR
Foto: Midjourney; Shutterstock; Jana Plavec, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR

 Text a fotografie označené CC jsou uvolněny pod svobodnou licencí Creative Commons.

Přečtěte si také

• Luční kvítí klíčem k poznání evoluce. Vědci popsali DNA chromozomu Y
• Jak se mozek zotavuje po mrtvici? Odpovědi přináší studie českých vědců
• Čirok produkuje unikátní pyl. Může být cestou k pěstování odolnějších plodin
• Jak opravit míchu: Kristýna Kárová zkoumá možnosti obnovy nervových buněk
• Prodělali jste černý kašel? Přihlaste se do unikátní studie českých odborníků
• Jak buňky reagují na stres? Tým zpřesnil popis vzniku protistresového proteinu
• I v oddělení biologie nádorů může být sranda, říká Veronika Vymetálková
• Vědci z Akademie věd popsali, jak fungují molekulární nůžky na stříhání RNA
• Vědci odhalili mutace, které spouštějí leukémii. Jejich objev může pomoci léčbě
• Změny v DNA a karcinogenní účinky: I to může odhalit toxikologický inkubátor