Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Černá ovce rodiny (ale které?)

Jak si počínají parazitické rostliny
 |  13. 9. 2007
 |  Vesmír 86, 574, 2007/9

Dobře vychovaná rostlina je zelená a nepožírá jiné rostliny nebo živočichy, ale vystačí si se slunečním svitem a trochou vody. Jak už to tak bývá, ne všechny rostliny jsou dobře vychované. Některé kořistí na druhých. Zatímco masožravé rostliny mají sympatie botaniků na své straně (aspoň někdo to těm zvířatům nandá), paraziti vyvolávají vyloženě odpor. A druhy, které si dovolují přiživovat se na zemědělských plodinách, jako to dělají například zástupci rodu Striga v subtropických oblastech, podněcují vědce k vymýšlení různých restriktivních opatření. Přitom je třeba ocenit, jak parazitické rostliny hrdě snášejí svůj osud organizmu závislého na jiných a jaké pěkné adaptace si vyvinuly, aby našly svého hostitele!

Popravdě řečeno nemohli botanici dlouho pochopit, že by vůbec něco takového bylo možné! Carl Linné (1707–1778) nevěřil, že by rostliny mohly být masožravé. Až Darwin otevřel cestu jejich vědeckému poznání. Popravdě řečeno nemohli botanici dlouho pochopit, že by vůbec něco takového bylo možné! Carl Linné (1707–1778) nevěřil, že by rostliny mohly být masožravé. Až Darwin otevřel cestu jejich vědeckému poznání.

Holoparaziti (cévnaté rostliny závislé jak v přísunu asimilátů, tak vody a minerálních látek na druhých rostlinách) nemohou cestovat mezi hostiteli dědičně (vertikální přenos), ale musí si v každé generaci najít nového hostitele (horizontální přenos). Stejně tak musí hledat na začátku života nového hostitele i mykoheterotrofové. Tyto rostliny proto produkují obrovské množství malinkatých snadno šiřitelných semen, aby zvýšily pravděpodobnost, že najdou tu správnou oběť. Malá semena jsou však nevýhodná, obsahují málo zásobních látek a jen velmi malý zárodek – u zárazy má méně než 10 buněk! Rostlinky z nich vyrostlé jsou proto velmi slaboučké. Kokotice (rod Cuscuta z čeledi Convolvulaceae) parazitující na nadzemních částech rostlin je alespoň zpočátku trochu zelená, ale kořenoví paraziti a mykoheterotrofové nikoliv. K čemu by jim to také bylo, potřebují pod zemí najít ten správný kořen nebo správnou houbu, ty jim pak poskytnou vše, co k životu potřebují (tedy téměř vše, viz dále). Růstem nad zem by se jen nadbytečně vyčerpali a stejně později nebudou fotosyntézu potřebovat!

Klíčení je stimulováno látkami vylučovanými potenciální obětí a nová parazitická rostlina musí svoji oběť doslova vyčmuchat. Kokotice je přitahována volatiny, které uvolňují zelené části rostlin, a Striga (Orobanchaceae) zase etylenem uvolňovaným kořeny hostitelů. Po vyklíčení u kořenových parazitů nevzniká klasický semenáček s děložními listy a primárním kořínkem. Zřejmě díky nepatrnému zárodku je zpočátku vytvořeno jakési provizorní tělo (protokorm), které se nejdřív stará o navázání kontaktu s hostitelem. U zárazy (Orobanche) vzniká po kontaktu s hostitelským kořenem haustorium a hlízka. Hnilák (Monotropa z čeledi Ericaceae), rostlina parazitující prostřednictvím houbových symbiontů (mykoheterotrof), netvoří haustorium, ale kořeny předstírající symbiózu, čímž oklamou houbové vlákno.

Mladá parazitická nebo mykoheterotrofní rostlina vede tedy podzemní život, a pokud se nechce sexuálně rozmnožovat, vlastně nepotřebuje ani vytvářet prýty. Má-li k sexu dojít, musí rostlina přece jen udělat prýt nesoucí květy – na nic jiného ho nepotřebuje a mohla by klidně nekonečně dlouho vegetovat jen pod zemí a rozšiřovat se vegetativně. Je možné, že to některé druhy dělají, ale bylo by dost těžké je najít. Rozhodně se stává, že kvetoucí prýt nezvládne vyrůst nad zem, rostlina odkvete pod zemí a díky opylení uvnitř květu produkuje i semena.

Černé ovce najdeme v nejedné rostlinné rodině, protože masožravost, parazitizmus i mykoheterotrofie se vyvinuly v evoluci opakovaně v nepříbuzných skupinách. Zatímco vznik úplného parazitizmu nebo mykoheterotrofie je nevratný, protože dochází k mutacím v nepotřebných částech genomu kódujících listy, zelené barvivo apod., u masožravých rostlin je známa druhotná ztráta masožravosti u rodu Ancistrocladus z čeledi Caryophylaceae.

U parazitických rostlin se uvolnila selekce v některých směrech, a to vedlo k spoustě mutací v oblastech, které jsou u zelených rostlin velmi konzervativní. Úplní paraziti jsou nezelení, nemají listy a často mají stavbu těla opravdu hodně unikátní až nerostlinnou. Například některé druhy byly popsány původně jako houby, tak málo připomínaly vyšší rostliny. To platí pro maltézskou houbu, ve skutečnosti Cynomorium z čeledi Cynomoriaceae, která byla původně řazena do parazitické čeledi Balanophoraceae z řádu Santalales. Dnes podle molekulárních dat dokonce náleží do jiného řádu – Saxifragales.

Až v posledních letech se díky molekulárním technikám daří rozmotávat příbuzenské vztahy těchto zvláštních rostlin. Čeleď Orobanchaceae nově obsahuje parazitické rostliny z původní čeledi Orobanchaceae a poloparazitické a parazitické rostliny z čeledi Scrophulariaceae i zcela neparazitické rostliny a je jasné, že holoparazitizmus se zde vyvinul několikrát (u nás druhy rodu záraza a podbílek šupinatý). Čeleď Monotropaceae patří do řádu Ericales společně s čeledí Pyrolaceae. Také zde najdeme několik zcela nezelených zástupců, závislých tentokrát na mykoheterotrofní výživě (u nás druh hnilák). O „houbovitých“ Cynamoraceae jsem se již zmínila a je zajímavé, že rostlina Cytinus ruber (Vesmír 85, 746, 2006/12), která je na první pohled podobná, pochází z čeledi Rafflesiaceae, náležející však do řádu Malpigiales. 1) Příbuzenské tahanice napovídají, jak obtížné bylo zařadit tyto rostliny správně do rostlinného systému podle morfologických znaků. Málokdy se totiž podobají svým spořádaným příbuzným. Zajímavé je, jak mnoho rostlinné čeládky má v příbuzenstvu nějakou tu černou ovci, protože však není vyloučena ani možnost horizontálního přenosu genetické informace mezi hostitelem a parazitem, může jít o vztahy pěkně zašmodrchané.

Literatura

Bennett J. R., Mathews S.: Phylogeny of the parasitic plant family Orobanchaceae inferred from phytochrome A, Am. J. Bot. 93, 1039–1051, 2006
Davis C. C., Wurdack K. J.: Host-to-parasite gene transfer in flowering plants: Phylogenetic evidence from Malpighiales, Science 305, 676, 2004
Davis C. C., Latvis M., Nickrent D. L., Wurdack K. J., Baum D. A.: Floral Gigantism in Rafflesiaceae, Science 315, 1812, 2007
Nickrent D. L., Der J. P., Anderson F. E.: Discovery of the photosynthetic relatives of the “Maltese mushroom″ Cynomoriu, BMC Evol. Biol. 5, 38, 2005
Porembski S., Barthlott W. (eds.): Advances in carnivorous plants research, Plant Biol. 8, 737–860, 2006
www.parasiticplants.siu.edu/ >

Poznámky

1) Anebo snad mezi pryšce (čeleď Euphorbiaceae z řádu Euphorbiales – viz Davis et al., 2007)? No a tak je to s parazity pořád.

Carl von Linné

Přírodovědec, který vnesl do systému organizmů řád

(*23. 5. 1707 v Rashultu u Stenbrohultu, †10. 1. 1778 v Uppsale)

Před 300 lety se narodil přírodovědec Carl von Linné, který položil základy taxonomii organizmů založené na pozorování a srovnávání. Nejenže se zasloužil o obecné přístupy a pravidla názvosloví, ale výrazně přispěl k vytvoření systému, a to hlavně u rostlin. Kromě toho se zabýval i systémem živočichů a minerálů. Ve svém díle Systema naturae (1735) stručně popsal všechny tehdy známé organizmy a označil je dvojslovnými názvy, čímž položil základ dodnes používané dvouslovné nomenklatury: nejprve jméno rodové, pak druhové. Většina jeho pojmenování platí dodnes a také pojem druh se stal základem přirozené soustavy organizmů. Linné je jednou z mnoha slavných osobností, které měly ve škole studijní obtíže. Byl sice premiantem v matematice a fyzice, ale propadal z hebrejštiny, řečtiny a teologie. Škola ho prostě nebavila, zato se zajímal o přírodu. Když končil studium na gymnáziu, profesoři jeho otci, luteránskému pastorovi, nedoporučili, aby syna poslal na studia. Naštěstí se otec zeptal i jiných lidí, a nakonec poslal syna na univerzitu v Lundu, odkud později Linné odešel do Uppsaly.

Během studia měl štěstí na dobré učitele i mecenáše. Profesor medicíny Olof Rudbeck mu zapůjčil knihu O sexualitě rostlin, čímž doživotně zaměřil studentovu pozornost. Po přečtení knihy Linné sám napsal pojednání O páření a pohlaví rostlin. Poté mu Rudbeck doporučil, aby se ujal veřejných přednášek z botaniky. Linnéova přírodovědná dráha pokračovala cestou do Laponska a sepsáním díla Flora Lapponica. Později rozšířil svůj zájem o minerály a horniny. Po návratu z Laponska odjel na univerzitu do holandského Harderwijku, kde se roku 1735 stal doktorem medicíny.

V Holandsku vydal svá nejslavnější díla Fundamenta botanica, Bibliotheca botanica, Critica botanica, Classes plantarum a Genera plantarum. Po návratu do Švédska si založil ordinaci ve Stockholmu a později se stal prezidentem Akademie věd a profesorem botaniky na univerzitě v Uppsale a připravoval se na své fundamentální dílo O rostlinných druzích (Species plantarum), které obsahuje rostliny evropské i zámořské. V padesáti byl povýšen do šlechtického stavu. V závěru života vedl uppsalskou univerzitní botanickou zahradu, ve které již r. 1748 rostlo více než tisíc dobře popsaných druhů rostlin.

Carl von Linné byl nesporně jedním z nejproslulejších botaniků a taxonomů své doby. Dal říši rostlin a živočichů jasný, hierarchický řád. Jeho základní uspořádání těchto říší sice prodělalo řadu změn, a dokonce přibyly říše nové, ale Linnéův duch v zásadě přežívá v taxonomii dodnes. Není divu, že jeho odkazu věnoval u příležitosti výročí jeho narození časopis Nature téměř celé číslo, v němž je ukázáno, jakou cestu systém živočichů a rostlin urazil od Linnéovy doby. Výrazným přínosem bylo zejména zavedení vývojového pojetí taxonomie a současný vstup molekulární biologie do vytváření a prověřování stromů života na základě sekvenční analýzy. Zatímco Linné jakožto kreacionista zastával spíše neměnnost jednou stvořené druhové skladby, s Darwinem vstoupila do taxonomie dynamika vývoje.

V současné době by asi Linné zaplakal, jak drasticky dal vývoj přírody k lidskému artefaktu zapravdu těm, kteří z něho vyšli, ale nesdíleli s ním pocit neměnnosti. Koneckonců i Darwin by se divil, jak umělý lidský výběr dnes převládl nad výběrem přirozeným. Doufejme, že do doby dalších kulatých výročí narození Carla Linného neklesne počet druhů na Zemi pod úroveň, kterou Linné za svého života stačil zachytit, zařadit a popsat.

Vladimír Vondrejs

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Botanika

O autorovi

Jitka Klimešová

Doc. RNDr. Jitka Klimešová, CSc., (*1963) vystudovala Přírodovědeckou fakultu UK. V Botanickém ústavu AV ČR, v. v. i., v Třeboni se zabývá populační biologií, funkční morfologií a ekologií rostlin. Přednáší na Přírodovědecké fakultě JU.

Doporučujeme

Tajemná „Boží země“ Punt

Tajemná „Boží země“ Punt uzamčeno

Břetislav Vachala  |  4. 12. 2017
Mnoho vzácného zboží starověkého Egypta pocházelo z tajemného Puntu, kam Egypťané pořádali časté obchodní výpravy. Odkud jejich expedice...
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...
Hranice svobody

Hranice svobody uzamčeno

Stefan Segi  |  4. 12. 2017
Podle listiny základních práv a svobod, která je integrovaná i v Ústavě ČR, jsou „svoboda projevu a právo na informace zaručeny“ a „cenzura je...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné