Pavouci a lidé toho mají společného víc, než se na první pohled zdá. Jsou schopni řešení složitějších problémů při orientaci v proměnlivém prostředí a stavbě složitějších struktur. Stejně tak pavoučí – byť od lidského odlišný – nervový systém ovlivňují podobným způsobem i různé psychoaktivní látky. Právě to se stalo základem hned dvou vědeckých experimentů ukazujících, jaký mají drogy dopad nejen na naše „volnočasové aktivity“, ale i pracovní výkon. Jejich výsledky se ukazují být důležité zvláště v době, kdy se lidé kvůli zintenzivnění pracovního tempa „nakopávají“ různými látkami. O prvním experimentu s psychoaktivními substancemi na pavoucích se veřejnost dozvěděla na Vánoce roku 1954.
„Lidé z katedry zoologie jsou už k smrti unavení. Pokoušejí se nafilmovat pavouka, jak staví síť, a celou noc trpělivě čekají, až se dá do práce… jenže ta zlomyslná potvora odmítá předvést své umění před kamerou. Krátce nad ránem vědci usínají, a když se za pár hodin probudí, pavouk mezitím vytvoří nádherné dílo. To se několikrát opakuje, a tak jednoho dne ke mně dorazí delegace zoufalců,“ vypráví ve svých pamětech Dr. Peter N. Witt.
Píše se rok 1948 a Witt působí jako asistent katedry farmakologie na Univerzitě v Tübengenu. Je mu pouhých 30 let a tahle událost se ukazuje být klíčová pro jeho celoživotní práci (zemřel v roce 1998) na poli účinků psychoaktivních látek. Na pavouky i na lidi.
„Věděli, že se zabývám psychoaktivními látkami, a požádali mě, ať jim dám něco, aby pavouci ztratili pojem o čase a tkali své sítě jindy, než když vědci spí. Zastihli mě ve stejně zoufalé náladě, jako byla ta jejich. Byl jsem zrovna uprostřed testování různých drog jako marihuana, meskalin, morfium, skopolamin, benzedrin…
Ty u mých lidských testovacích subjektů vyvolávaly podivuhodné reakce – fantastické sny, barvité vize, smích, pláč a všemožné druhy emočních reakcí. Nepřinášely však žádnou odpověď ohledně specifických rozdílů mezi působením různých látek. Upozornil jsem své kolegy, že nemám nejmenší ponětí, jak mohou drogy ovlivňovat chování pavouků. Nicméně jsem jim poskytl pár vzorků na odzkoušení.“
Špatné zprávy – dobré zprávy
„Druhý den se kolegové vrátili se zprávou, která pro ně představovala zklamání, ovšem pro mě byla vzrušující. Látka, kterou pavoukovi podali, sice nezrychlila jeho výkon, ale pod jejím vlivem vytvořil pavučinu dosud nevídaného tvaru. „Okamžitě jsem se rozhodl přeorientovat svůj výzkum z lidí na pavouky,“ píše Witt.
„Lidské subjekty jsou náladové, komplikované, proměnlivé a mají sklony přenášet vzpomínky z jednoho experimentu do druhého. Pavouci slibovali být mnohem jednoduššími subjekty pro testování účinků drog na centrální nervový systém. Navíc mohli poskytnout prakticky využitelnější informace – například jak identifikovat i velmi malé množství neznámé drogy.“
Pro experimenty byl vybrán pavouk rodu Zilla – křižák (posléze se pokusy uskutečnily i na dalších druzích, které tkají velké kruhové lapací sítě). Tento druh, který díky své hlavní roli v původním filmovacím pokusu odstartoval celý interdisciplinární výzkum spojující farmakologii a zoologii, byl ovšem zvolen jako ideální nejen kvůli velikosti a tvaru sítí pro pořízení fotografické dokumentace.
Jak se fotí pavučina
Vyfotit pavučinu, jak jste možná sami zjistili, není nic snadného ani pro moderní digitální fotoaparáty. Její vlákna jsou tak tenká, že jsou sotva viditelná, pokud zrovna na nich není zkondenzovaná vlhkost – ostatně právě „neviditelnost“ je pro chycení kořisti jejich zásadní vlastností.
„Kolega Homann vymyslel způsob, jak pavučinu zviditelnit pomocí jemného prášku z materiálu a způsobem, který pavouky neobtěžuje,“ popisuje Peter N. Witt. „Pod pavučinu se umístí skleněná miska naplněná vodným roztokem amoniaku a vedle další miska s roztokem kyseliny chlorovodíkové. Výpary z misek se ve vzduchu spojí a vytvoří jemné krystaly chloridu amonného. Během 20 minut pokryjí tyto krystaly všechna vlákna jemnou bílou vrstvou, která je tak lehká, že nezpůsobí prověšení křehkých vláken, ale dostatečně silná, aby každé vlákno jasně vyniklo při fotografování na černém pozadí s bočním osvětlením.“
Křižáci byli pro experimenty vybráni i z mnoha dalších důvodů: Jejich sítě vyžadují komplikovanější plánování a rozhodování při konstruování celé struktury, takže se dají lépe odlišit účinky různých psychoaktivních látek. Pavouk opakuje donekonečna stále stejnou strukturu a není líný postavit zbrusu novou síť hned poté, co ta stará byla zničena nebo poškozena – čím je hladovější, tím ochotněji a rychleji se do stavby nové pavučinové sítě pustí.
Navíc je poměrně snadné pavouka „ošálit“ a přinutit ho k přirozenému chování i nepřirozenými prostředky. „Křižák má svůj ‚domeček‘ mimo pavučinu, a klidně ho vymění za papírový sáček,“ vzpomíná Witt, jak se mu podařilo své pokusné subjekty „domestikovat“, a tudíž i provádět experimenty opakovaně na konkrétních jedincích.
„Vylákám ho z úkrytu tím, že se dotknu pavučiny kovovou ladičkou. Zatímco útočí na ladičku (vibrující ve frekvencích jako křídla chycené mouchy), položím papírový sáček na signální vlákno. Když se zklamaný pavouk vrátí z neúspěšného výpadu, vleze do mého papírového sáčku, aniž by si všiml, že má nový domov. Sáček připevním do rohu přenosného dřevěného rámu, a on pak na něm staví jednu pavučinu za druhou, přičemž se vždy vrací do sáčku jako do svého hnízda. Velké množství takových rámů visí před oknem mé laboratoře a v každém bydlí jeden pavouk,“ pochvaluje si Witt v popisu průběhu experimentu.
Pozn. Ve skutečnosti šlo výhradně o pavoučice (samičky), protože pavouci (samci) jsou dvojnásobně menší a potřebují méně potravy, jsou proto i daleko línější a neochotnější stavět sítě; a k experimentům tohoto typu tudíž méně vhodní.
Stejně tak i pravidelné krmení pavouků drogami vyžadovalo notnou dávku improvizace a přemýšlení. Pavouky na rozdíl od lidí jen tak nenachytáte na potravu ozvláštněnou nějakou drogou, natož aby inhalovali kouř nebo si aplikovali injekci.
Jako ideální se po mnoha pokusech ukázal způsob, s nímž přišel jeden mladý student medicíny. Pozor, je to trochu nechutné, ale pavoukům to „chutnalo“: Testovací psychoaktivní látka se rozpustila v cukerném roztoku maskujícím její chuť. Ten se pomocí injekční jehly vpíchl do zadečku usmrcené mouchy – přesně tam, kam je pavouk zvyklý vstřikovat do polapené kořisti enzymy, aby poté jimi natrávený obsah vysál.
Jenže pavouk reaguje pouze na živou kořist, která při polapení v síti mává křídly. A tak musela být k jeho nalákání opět použita rozvibrovaná kovová ladička, přiložená těsně vedle impregnované muší mrtvoly. „Pavoukům očividně oslazená strava chutnala, protože přijali každou drogu, která jim byla tímto způsobem podána,“ popisuje Witt jeden ze zásadních momentů, bez kterého by byl experiment neúspěšný.
Účinky byly podle očekávání pozoruhodné – každá z podaných drog vedla k jiným, ale pokaždé horším výsledkům, než kdyby pavouk tkal svou síť ve „střízlivém“ stavu. Souhrnné výsledky zveřejněné o pět let později mimo jiné v časopise Scientific American sice na dlouhou dobu zapadly, ale stejnou věc se o půl století později rozhodli zopakovat vědci z americké NASA.
Výzkumníci z NASA řadu psychoaktivních látek testovaných na pavoucích „aktualizovali“ a rozšířili, mimo jiné o nové generace sedativ, anxiolitik a dalších farmakologických látek. Ale v podstatě došli ke stejným závěrům jako kdysi Dr. Peter N. Witt.
Například že marihuana (přesněji řečeno účinné látky THC a CBD) vede k tomu, že pavouk sice staví svou síť správně – jak co do základní konstrukce hlavních vláken, tak co do směru radiálních vláken, obkružujících její střed. Jenže s postupem času se jeho výkonnost i přesnost zhoršuje a práci na kompletní síti ve finále nedokončí.
LSD mění celou geometrii sítě – směry některých vláken zůstávají přirozené, jiné ale úplně chybí a celkově je konstrukce chaotická. Zejména konstrukce z radiálních vláken je započatá jen na některých místech a málokde dokončená.
Amfetaminy a jiná stimulancia vedou k tvorbě sítí, které pavouk perfektně propracuje v jedné části, zatímco další úplně vynechá – zřejmě se v hyperaktivitě vyvolané těmito látkami soustředí jen na jeden detail a na další už nemá sílu a čas.
Sedativa a antidepresiva (benzodiazepan, resp. chlorhydrát) ukazují ledabyle postavěné sítě s velkými mezerami, mnohdy dokončené jen částečně.
Pavouci na kafi
Největší pozdvižení způsobila látka, kterou Peter N. Witt na pavoucích nezkoumal, ale výzkumníci z NASA ji do svého experimentu zařadili. Výsledkem intoxikace členovce touto látkou – pro člověka v nízkých dávkách povzbuzující a zvyšující jeho koncentraci (je mimochodem přítomna jak v kávě, tak i v čaji, mnohými považovaným za „bezpečnější“ alternativu) – jsou naprosto „zblázněné“ pavučiny. Na škále funkční integrity propadají snad nejvíc ze všech testovaných látek.
Vysvětlení je ovšem poměrně jednoduché: alkaloid zvaný kofein/tein (odborně 1,3,7-trimethyl-3,7-dihydro-1H-purin-2,6-dion-1,3,7-trimethylxanthin) je látka, kterou si mnohé rostliny (typický kávovník či čajovník) vytvářejí jako chemickou obranu proti hmyzím škůdcům. Je to v podstatě přírodní insekticid.
Byť se pavouci z hlediska taxonomie mezi hmyz neřadí, je pro ně kofein prudce jedovatý i v malých dávkách. U člověka se letální dávka pohybuje ve vyšších řádech, nad úrovní 10 gramů, což je cca 150 šálků espressa.
Přestože jsou pavouci tolik odlišní od lidí ve stavbě těla i jeho fungování, účinky psychoaktivních látek jsou u obou ve výsledku naprosto stejné: Schopnosti orientace v prostoru, rychlého úsudku a dovedností, které jsou nám jinak vlastní – ať už jsou vrozené, nebo naučené – ovlivňují tyto látky pouze v negativním směru.
Jestli vám v tomhle výzkumu schází alkohol, jedna z nejvíce nadužívaných drog současnosti, ptáte se správně – i takové experimenty ale poměrně nedávno proběhly, byť jen zatím na nižší vědecké úrovni.
National Association of Biology Teachers (americká Národní asociace učitelů biologie) zveřejnila v roce 2006 výsledky středoškolských experimentů. „Pavouci požili 40% etanol. Počet radiálních vláken po konzumaci alkoholu byl nižší, průměrná velikost ‚buněk‘ naopak vyšší. Pavouci měli tendenci tkát pavučiny rychleji, ale zanechávali v nich velké mezery.“
Kdo byl Peter N. Witt
Peter Nikolaus Witt se narodil na konci první světové války, 20. října 1918 v Berlíně, do rodiny s bohatým kulturním i vědeckým zázemím. Jeho matka pocházela z rodiny Mendelssohnů, což ovlivnilo jeho lásku k hudbě, zahradám a zvířatům.
Jako mladík byl na konci druhé světové války povolán do řad Hitlerjugend, ale do služby nenastoupil a pomáhal v tajném podzemním bunkru léčit raněné.
Studoval na univerzitách v Grazu a Berlíně, kde získal titul doktora medicíny na Univerzitě v Tübingenu v roce 1946. Poté působil jako asistent na Farmakologickém ústavu v Tübingenu, kde v roce 1948 zahájil výzkum účinků drog na pavouky. V roce 1949 se přestěhoval do Švýcarska a získal i tamní občanství, v roce 1956 přijal pozvání do Spojených států a stal se docentem farmakologie na Upstate Medical Center při State University of New York v Syracuse. Zde jeho výzkum dosáhl plného rozmachu – nejen v pokračujícím studiu stavby pavučin a jejich fyziologických a environmentálních determinant, ale i v oblasti základních mechanismů funkce a dysfunkce lidského mozku.
Peter N. Witt byl známý svou neortodoxností v oblasti vědy i odvahou v osobním životě – zastal se i přes hrozící újmu jemu samotnému mnohých kolegů během McCartismu v 50. letech.
Když v osmdesátých letech seznal, že už svými silami na vědeckou práci nestačí, opustil akademickou sféru a odstěhoval se do Severní Karoliny, kde si vlastnoručně postavil farmu a choval zde rozličná, i exotická zvířata. Pásl ovce a sám je dojil a z mléka vyráběl sýry, konečně prožíval svůj odvěký sen každodenní spjatosti s přírodou.
Jeho velkou vášní byla také hudba, zejména violoncello, na které hrál téměř každý den a často i před publikem, protože k sobě na farmu často zval mnoho svých přátel, bývalých kolegů i sousedů z okolí. Zemřel 15. září 1998.
Více o jeho životě i vědecké práci nejen o pavoucích se dozvíte z jeho biografie na stránkách drpeterwitt.com.
🔥🗞️ Přidejte si INFO.CZ do svých oblíbených zdrojů na Google Zprávy. Díky.
