Slovenskí vedci objasnili, ako sa vyvinula mäsožravosť rastlín

Evolúcia vybavila rastliny najrôznejšími prostriedkami na obranu pred škodcami, ako sú bylinožravce či hmyz. Ak tabak napadnú húsenice, rastlina začne produkovať nikotín, vďaka čomu húsenice odoženie, pretože látka im nechutí.

„Ak rastlina zaregistruje látky, ktoré sú typické pre určité organizmy, napríklad chitín, vie, že môže ísť o huby alebo hmyz. Zareaguje tak, že posilní bunkovú stenu alebo začne syntetizovať enzýmy, ktoré budú nepriateľa rozkladať,“ objasnil ďalší spôsob obrany rastlín vedec Miroslav Krausko z Prírodovedeckej fakulty Univerzity Komenského v Bratislave.

Krausko, ktorý sa zaoberá fyziológiou rastlín, si myslí, že aj mäsožravosť rastlín sa pôvodne vyvinula z obranných mechanizmov pred škodcami.

Spolu s ďalšími kolegami o tom vydal článok, ktorý vyšiel tento rok v časopise New Phytologist. Vedci skúmali rosičku kapskú (lat. Drosera capensis).

Prečítajte si

Ako usmrcujú mäsožravé rastliny? Rastú aj v Bratislave

Rovnaké procesy

Autori zistili, že keď je mäsožravá rastlina napadnutá patogénom alebo hmyzom, ktorý ju požiera, spustí úplne rovnaké deje, ktoré prebiehajú aj pri mäsožravosti.

Aj tráviace enzýmy mäsožravky, ktoré vedci identifikovali, sa nápadne podobali na enzýmy, ktoré rastlina produkovala, keď ju napadol nejaký patogén.

Vedci si teda myslia, že procesy, ktoré pôvodne slúžili len na obranu pred škodcami, sa postupom času premenili na užitočný nástroj mäsožravých rastlín na získavanie živín z koristi. „Dá sa povedať, že z obrany sa stal útok,“ vraví fyziológ rastlín Krausko.

Aby autori štúdie napodobnili účinok hryzadiel hmyzu na mäsožravú rastlinu, opakovane jej do listovej čepele pichali ihlou.

„Zistili sme, že aj takéto poranenie spúšťa rovnakú kaskádu dejov ako v prípadoch, že rastlina zachytí korisť. Dochádza k ohybu tentákul – čiže citlivých výbežkov rosičky – a k produkcii tráviacich enzýmov rastliny,“ povedal Krausko.

Obrana v celom tele

Jediný rozdiel spočíva v tom, že pri chytení koristi reagovali vylučovaním tráviacich enzýmov iba tie tentákuly (výbežky), ktoré boli v kontakte s korisťou, a zvyšné nie.

Ale pri poranení rosičky sa elektrické signály (vysielajú informácie) šírili po celom tele rosičky. „Pre obranu je dôležité, aby bola na škodcu pripravená celá rastlina. Ak nejaký škodca začne požierať jeden list rosičky či inej rastliny, je pravdepodobné, že skôr či neskôr prídu ďalšie a začnú ju požierať inde. Pre rastlinu je prospešné, aby aktivovala obranné mechanizmy v celom tele.“

Rastú aj na Slovensku

Na území Slovenska rastie osem druhov mäsožravých rastlín, vrátane rosičky. Ide hlavne o rašeliniská a vrchoviská v oblasti Tatier, Fatry, Oravy a Záhorskej nížiny.

„Aj v Bratislave máme mäsožravú rastlinu. Volá sa bublinatka, rastie priamo v Petržalke či v okolí Čunova,“ povedal minulý rok pre Denník N fyziológ rastlín Andrej Pavlovič.

Odborník, ktorý pôsobí na Prírodovedeckej fakulte UK v Bratislave a Univerzite Palackého v Olomouci, bol spoluautorom aj nového článku z New Phytologist.

Pavlovič nám v minulosti vysvetlil, že mäsožravé rastliny rastú v pôdach, ktoré sú chudobné na živiny. „To znamená, že je v nich veľmi nízky obsah dusíka, fosforu a draslíka. Mäsožravosťou si dopĺňajú živiny, ktoré by im inak chýbali. Hmyz obsahuje až 10-krát viac dusíka, ako má list rastliny. Pre nich je to v podstate hnojivo,“ povedal Pavlovič.

Ako rosička vie, že nejde o falošný poplach

Mäsožravé rosičky chytajú korisť na lepkavý sekrét, ktorý vylučujú na konci tentákul (výbežkov). Podľa rosy, ktorú pripomína, dostali aj svoje pomenovanie.

Keď sa do lepkavého sekrétu chytí vínna muška alebo drobný lietajúci hmyz, tentákuly korisť obalia. Neskôr sa okolo nej obtočí aj celý list.

Ako však rosička vie, že to, čo chytila, je dobré na zjedenie a nejde o falošný poplach?

„Mechanická stimulácia rastliny vyvoláva šírenie elektrických signálov, následne sa spustí syntéza rastlinných hormónov, ako je kyselina jasmónová, a tráviacich enzýmov. Chemické látky, ktoré sa z ulovenej koristi uvoľnia, rastline povedia, že ide o niečo vhodné na zjedenie, takže začne vylučovať ešte viac enzýmov, aby ju trávila, pokiaľ to ide,“ objasnil fyziológ rastlín Krausko.

Experimentovali s guličkami polystyrénu

V správe univerzity vedec objasnil, že ak sa k mechanickému podráždeniu pridali aj chemické látky uvoľnené z koristi, pozorovali až desaťnásobne väčšiu reakciu rosičky. „Rastlina teda dokáže vnímať ,chuť‘ koristi a reagovať zvýšenou tráviacou aktivitou.“

Vedci experimentovali tak, že na jeden deň položili na rosičky guličky z polystyrénu a pozorovali, čo sa bude diať. „Niektoré tentákuly sa okolo guličky obalili, no došlo k minimálnej pohybovej reakcii. Chemické reakcie rastlina nezachytila, a preto nedošlo k aktivácii pasce.“

Hoci rosička nemá zmyslové orgány ani nervovú sústavu ako my, analýzou chemických látok, ktoré sú alebo nie sú vhodné na trávenie, dokáže rozpoznať, čo sa jej chytilo do pasce.

Dostupné z: DOI: 10.1111/nph.14352