Papoušek zpěvavý (Psephotus haematonotus) 14 – Barevné mutace, začínáme

Základem všeho živého, jak je uvedeno v kapitole Inkubace a líhnutí, je spojení dvou buněk někde na úplném počátku. V důsledku buněčného pojení se ve vajíčku objeví zárodek – embryo. Ve velmi raném vývoji zárodku hrají svoji nezastupitelnou roli zárodečné buňky. Ty se mohou ve své migraci velmi nerovnoměrně uspořádat na kůži. S využitím daného genetického činitele pak dojde k celkovému přerozdělení všech zárodečných buněk. Cílem každé zárodečné buňky je vytvořit základ nově rostoucího pera již v zárodku spolu s jeho dalším rozvojem v kůži papouška. 

Nutno podotknout, že jsou to právě geny, které jsou základními jednotkami dědičných informací. Další důležitou částí jsou alely. Ty jsou konkrétní formou genu. Jsou to právě ony, které rozhodují o konkrétní podobě příslušného dědičného znaku u konkrétního jedince. Různé kombinace alel navíc vedou k různým fenotypovým projevům. 

Na růst nových buněk můžeme nahlížet jako na růst malých sazenic. Co jedno pírko, to jedna sazenice. Pro růst každé z nich je potřebná základní buněčná surovina. Každé pero si roste svým vlastním jedinečným způsobem. Se znalostí biologie se můžeme postupně krok za krokem propracovat až ke konečnému zrodu malého zrníčka – černohnědého pigmentu. Představme si vývoj nového organismu opět jako jakousi výrobní linku. Budeme potřebovat rovnou dvě výrobní linky. První výrobní linka je vývoj barviva v peří. Zde je nutné uvědomit si, že černohnědý pigment nalezneme také v jednotlivých rohovitých částech těla, jako jsou drápky a zobák. Další výrobní linka slouží k zabarvení duhovky. V oku je výroba melaninu započata přibližně již po čtyřech dnech. V opeření a v rohových částech asi po sedmi dnech. Mutační změna může ovlivňovat buď jeden z těchto procesů, ovšem také oba dva. U některých mutací může dojít k tomu, že se změní pouze barva peří a rohových částí. U jiných je změněna také barva oka. Navíc ze zárodečných buněk se pak produkují další buňky. Z pohledu chovatele barevných mutací papoušků zpěvavých, je důležité vnímat především dvě fáze, které bezprostředně souvisí s pigmentem. Jsou to fáze vzniku a fáze uložení černohnědého pigmentu do tělesné stavby ptačího těla.

 

Fáze vzniku černohnědého pigmentu

Po určitém čase, když zárodečné buňky dosáhnou svého geneticky pevného určení, se postupně mění i jejich tvar a nabírají novou podobu v souladu se svou funkcí v organismu. Takto se vytváří tkáně v těle naprosté většiny živých organismů – tedy i ptáků. Postupně se vytváří i specializovaný typ buněk (melanocyty), které produkují melanin a ukládají ho do svých výběžků. K vytvoření těchto zrníček černohnědého pigmentu, je potřebná surovina, která se nazývá se tyrosin.

Tyrosin je základní aminokyselina, která se vytváří rozkladem bílkovin nacházejících se prvotně v potravě. Jeho úlohou je zabezpečit okysličování buněk ve všech částech organismu. Především dostatek riboflavinu a aminokyselin v potravě je velmi důležité pro tmavé buňky v peří. Důležité je také vědět, že aminokyseliny se nemohou ukládat v těle jako tuk! Proto je bílkovinná strava tak důležitá pro nově vznikající barvivo peří. Konečným produktem tohoto technologického „postupu“ jsou mikroskopicky malé kulaté hnědé až černohnědé pigmentované částečky.

Pozn.: Nezapomínejme proto nikdy na kvalitní stravu s dostatkem obsahu bílkovin nejenom v období před, ale i v celém průběhu chovné sezóny.

Fáze uložení černohnědého pigmentu

Každá rostoucí buňka je nahrazena postupně několika jinými buňkami. Samotná produkce buněk je potřebná v ohromném množství. Nové buňky peří jsou upevněny v definitivní formě, pomocí bílkoviny nazývané keratin (rohovina).

Když je peří hotové, má nejenom svůj tvar, strukturu ale i barvu.

Barva, tvar a složení zrníček pigmentu pak vytváří jedinečný odstín každé jednotlivé barvy peří daného jedince. Vše záleží na množství melaninu – jeho zrníček, jakož i na jeho konkrétním tvaru, složení jednotlivých zrníček, i na stupni jejich okysličení. To všechno má svůj vliv na výsledné vzezření peří. Je nutno podotknout, že i u základních barevných mutací (např. modrá) může barva kolísat.

Je potřeba si uvědomit, že proces samotného utváření melaninu je velmi složitý biologický postup. Přesto, že jde jinak o velmi přesné genetické řízení, může i zde dojít k nepřesnostem.

Časově dlouhé procesy produkce buněk jsou nakonec zakončeny jako shluky cytoplasmy s černohnědými částečkami pigmentu, upraveně zabalenými v buněčné membráně v rostoucím peru. Toto všechno musí být dokončeno na tom správném místě, ve správném čase a v požadovaném množství. Za celý tento proces je zodpovědná genetická regulace.

Každá rostoucí buňka je nahrazena postupně několika jinými buňkami. Samotná produkce buněk je potřebná v ohromném množství. Nové buňky peří jsou upevněny v definitivní formě, pomocí bílkoviny nazývané keratin (rohovina).

Když je peří hotové, má nejenom svůj tvar, strukturu ale i barvu.

Barva, tvar a složení zrníček pigmentu pak vytváří jedinečný odstín každé jednotlivé barvy peří daného jedince. Vše záleží na množství melaninu – jeho zrníček, jakož i na jeho konkrétním tvaru, složení jednotlivých zrníček, i na stupni jejich okysličení. To všechno má svůj vliv na výsledné vzezření peří. Je nutno podotknout, že i u základních barevných mutací (např. modrá) může barva kolísat.

Je potřeba si uvědomit, že proces samotného utváření melaninu je velmi složitý biologický postup. Přesto, že jde jinak o velmi přesné genetické řízení, může i zde dojít k nepřesnostem.

Časově dlouhé procesy produkce buněk jsou nakonec zakončeny jako shluky cytoplasmy s černohnědými částečkami pigmentu, upraveně zabalenými v buněčné membráně v rostoucím peru. Toto všechno musí být dokončeno na tom správném místě, ve správném čase a v požadovaném množství. Za celý tento proces je zodpovědná genetická regulace.

Jak vznikají mutace?

Mutace vznikají buď spontánně v přírodě, kde se tomu děje již po stovky milionů let, nebo cíleně – lidskou činností. Většina mutací se na organismu nemusí vůbec projevit. Zaleží na míře postižení genetické výbavy daného organismu. Vznik značné části mutací má na svědomí vnější prostředí a látky v něm obsažené. Souhrnně se příčiny mutací označují jako mutagenní faktory. Tyto faktory, pak mohou být různého původu, a to fyzikálního (například ozářením), chemického (látky mající mutagenní vlastnosti) a biologického (chyby při přepisu a replikaci DNA). Mezi mutagenní faktory patří i viry. Takto vzniklé mutace můžeme rozdělit do několika skupin:

Mutace genové

Probíhají na úrovni vlákna DNA a postihují jeden gen. V následujícím přehledu budeme uvažovat, že k mutaci došlo v kódujícím úseku DNA, abychom mohli lépe demonstrovat možné vlivy této mutace na proteosyntézu. 

Mutace chromozomové

Dochází při nich ke změně struktury nebo počtu chromozomů. Obecně se označují jako chromozomové aberace. Strukturní změny chromozomů vznikají jako následek chromozomální nestability (zlomů), způsobené nadměrnou expozicí jedince mutagenům, nebo zhoršenou funkcí reparačních mechanismů. Následky těchto odchylek závisí na tom, zda je i po strukturní přestavbě zachováno normální množství genetické informace. Pokud ne, potom dochází k fenotypovým projevům, které se odvíjejí od toho, která část genomu chybí nebo je strukturně poškozena, či naopak přebývá.

Mutace genomové

Dochází ke změně samotného genomu, většinou jde o znásobení celé chromozomové sady. Takovýto stav se nazývá polyploidie, jedinec je 3n – triploidní, 4n – tetraploidní nebo i více. Tento stav je relativně běžný u některých rostlin,    u člověka (a vyšších živočichů obecně) není slučitelný se životem. 

Běžně polyploidní jsou ty buňky, které mají více jader (syncytia - např. svalové vlákno) nebo u buněk, kde je velmi vysoká metabolická aktivita, která vyžaduje velkou transkripční aktivitu - příkladem mohou být jaterní buňky - hepatocyty. 

Druhým extrémem pak mohou být červené krvinky - erytrocyty, které jako terminální buňky nemají jádro a postrádají tak jadernou genetickou informaci (tento stav by se mohl nazývat nuliploidie).

Jaké jsou základní barevné mutace?

Nejčastějšími pigmenty jsou melaniny (černé, hnědé, tmavožluté), psittaciny (žluté, oranžové), lipochromy či karotenoidy (žluté, červené), vzácnější jsou porfyriny (zelené, růžové). Strukturální barvy jsou bílá (úplný odraz) a různé tóny modré, často s kovovým leskem. Řada odstínů se dosahuje souhrou melaninů a strukturálních barev.

Mezi základní (primární) mutace řadíme v podstatě všechny barevné mutace, které nejsou kombinacemi genů. Mezi nejznámější patří mutace, u kterých došlo k úplné, nebo částečné ztrátě psittacinu vznikla barevná mutace modrá a tyrkysová. Naopak mutace, kdy došlo k úplné nebo částečné ztrátě melaninu, došlo ke vzniku např. barevných mutací lutino, pallid (platinová) a skořice. Existuje i celá řada primárních mutací, jejichž podstatou může být částečná ztráta melaninu a tím pták získá např. strakaté zbarvení peří. Z pohledu primárních mutací sem patří rovněž ptáci, u kterých došlo k redistribuci pigmentu. 

Typickým příkladem je mutace opalinová, která zcela změní fenotyp jedince, který je pak téměř k nepoznání od původně zbarveného ptáka. V neposlední řadě patří mezi mutace i barevné rázy ptáků, kteří vykazují strukturální změny v opeření např. Misty, tmavozelená, případně olivová (1f a 2f), fialová a časem přibydou jistě další. Množství doposud známých mutací u papoušků obecně, a zvláště u papouška zpěvavého, je značné. S jejich dalším výskytem je zapotřebí počítat i nadále do budoucna. Proto je důležité již teď, rozumně volit názvy stávajících mutací, abychom zbytečně neplýtvali vhodnými pojmenováními pro budoucí potenciální mutace.

Pigment

Za pigment se obecně považuje barvivo. Toto barvivo vytváří komplexní barevný vjem pro lidské oko v důsledku pohlcení určité části vlnového spektra. Pigment se tedy může jevit lidskému oku jako barevný, jenom tehdy, dochází-li k částečné absorpci světla pigmentem a zbylé světlo se odráží. 

Není-li tato podmínka naplněna, všechny světelné paprsky se odrazí (je to tím, že není naplněna podmínka částečné absorpce) a barevný vjem pro oko zůstává bez barevného efektu. Pokud je v peří obsaženo vícero pigmentů, je výsledná barva opeření (tak jak ji vnímá lidské oko) výsledkem všech odražených vlnových délek.

Psittacin

Psittacin funguje u papoušků mimo jiné i jako barvivo, jehož intenzita zbarvení není ovlivněna příjmem v potravě (na rozdíl od některých jiných druhů ptáků). Typickým znakem pro psitacinistické mutace jsou pozorovatelné stavy různých forem albinismu. Ty se mohou vyskytovat v celé škále jejich intenzity. Téměř vždy dochází k pozorovatelné celkové redukci eumelaninu, typicky tento stav platí pro mutace plavá a všechny geny patřící do „skupiny“ INO (lutino, platina, pallid, skořice). Rovněž může docházet k  redukci množství eumelaninu (např. mutace dominantní edged, nebo světlá – dilute). 

V neposlední sem patří i ptáci, jejichž genetická struktura vykazuje známky leucitismu, tzn., že vzniká stav, kdy buňky pigmentů chybí po celém těle, anebo došlo k jejich celkové ztrátě pouze na určitých částech opeření (např. dominantní a recesivní strakatost).

Melanin

Patří mezi důležité látky každého živého organismu. Melanin můžeme popsat jako pigmentová zrníčka v peří ptáků, která jsou zpravidla kulatého nebo oválného tvaru. Někdy mohou být také podlouhlého až vlásečnicového tvaru. Melanin je polymer metabolitů tyrosinu nebo dopaminu (polyindolchinon vázaný na bílkovinu), bývá tmavě žlutohnědé až černé barvy. V těchto pigmentových buňkách vznikají jednotlivá pigmentová zrníčka (drobné granule), která jsou složena z několika proteinů. Krátce po ukončení fáze jejich komplexního dotvoření dochází k biochemické reakci, jejímž katalyzátorem bývá enzym. Po započnutí reakce, se vlivem této biochemické reakce každá jednotlivá granule zabarví do tmavohnědé, někdy až do černé barvy. Zodpovědným za reakci je  enzym - tyrozináza. V černém jádře buňky, kde se tvoří tyrozináza, dochází s její pomocí k tvorbě melaninu. Mutacím vzniklým na bázi melaninu říkáme melanistické. Melanin, který je produkován kožními buňkami melanocyty zodpovídá za konkrétní zabarvení jedince. Znamená to, že se díky nedostatku tyrozinázy nemusí spustit biochemická reakce vůbec, nebo se nespustí zcela, tj. jenom v určité úrovni. V takových případech (pokud nastanou), vytvoří se i melanin pouze v množství odpovídajícímu jenom určitému aktivovanému stupni této biochemické reakce.V chovatelské praxi to může znamenat buď vznik samostatné mutace, anebo je tato schopnost (existence různých stupňů melaninů) využívána při kombinačních technikách vytváření nových barevných kombinací. Je potřeba si uvědomit, že je to právě množství melaninů, ale i jejich typ podle tvaru (rovněž umístění na těle), které předurčují barvu ptáka, popřípadě i jeho kresbu. 

Kůže a peří ptáků, kteří nemají v těle melanin, nesou znaky, kterým říkáme psitacinistické.Z „chovatelského“ pohledu se budeme dále zajímat pouze o tzv. autentické melaniny, které ovlivňují barvu kůže, případně i barvu oka. 

Melaniny můžeme rozdělit z pohledu jejich výskytu na:

eumelaniny – vytváří hnědé až černé barvivo,

feomelaniny – vytváří rezavé až žlutohnědé barvivo. 

Eumelanin a feomelanin

U ptáků (stejně jako u naprosté většiny živočichů) se vyskytují tělesné buňky, které zodpovídají za tvorbu eumelaninu a feomelaninu. Tyto dnes již známé dva druhy melaninu, vytvářejí pigmentová zrníčka. Vznikem eumelaninu dojde k vytvoření černohnědého pigmentu, pokud vznikne feomelanin, je jím následně ovlivněná barva pigmentu směrem k žlutohnědým odstínům. 

Pokud pozorujeme zrníčka eumelaninu pod mikroskopem, jeví se jako jakési prutové, velmi drobné částečky, zatímco zrníčka feomelaninu jsou spíše kulatého tvaru. Feomelanin je obsažen téměř v každém peru. Eumelanin zpravidla působí pouze na jeho povrchu. Velice často je tak hlavním faktorem, který způsobuje různé kresby na peří. 

Je důležité uvědomit si, že rozdíly ve zbarvení mezi eumelaninem a feomelaninem jsou způsobené chemickou reakcí řízenou enzymem (tyrozinázou), bez kterého by vznik těchto melaninů nebyl možný.