Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Poddaní mezi rostlinami

Jeden pohled na byliny, které si nepamatují skoro nic
 |  8. 5. 2008
 |  Vesmír 87, 328, 2008/5

Kdo by neměl rád památné stromy, krále mezi rostlinami (viz P. Štěrba, Vesmír 86, 432, 2007/7)? Paměť mají jistě dobrou, protože jak víme z krásné literatury, není radno jim svěřovat citlivá tajemství, když mají příležitost, všechno vyžvaní. 1) A jak je to s věkem a pamětí u bylin?

Mají byliny svého Metuzaléma?

U většiny stromů mírného pásu lze zjistit stáří poměrně snadno, zachovávají si celý život – od semenáčku po dospělost – jeden stonek (kmen), který sekundárně tloustne tak, že jsou patrné roční přírůstky v podobě letokruhů. Stačí spočítat letokruhy a známe stáří stromu. Ba co víc, můžeme změřit šířky těchto letokruhů a známe i historii místních klimatických podmínek, ve kterých strom roste, dozvíme se, jak se mu během života dařilo. Protože byliny již z definice postrádají vytrvalé nadzemní části a primární prýt (první stonek semenáčku) je brzy nahrazen dalšími generacemi prýtů, nemůžeme jim tak snadno nahlížet do alba života. Nové prýty vyrůstají většinou z pupenů na bázi prýtu primárního nebo, vzácněji, nezávisle na něm z podděložní části stonku (hypokotylu) či z kořene. Nadzemní části prýtů jsou tedy jednoleté a podzemní části prýtů mohou přežívat od jednoho do několika málo desítek let, v závislosti na druhu a podmínkách, ve kterých roste. Asi třetina bylin naší flóry má však vytrvalý, sekundárně tloustnoucí hlavní kořen a na něm mohou být také čitelné letokruhy, jako jsou v kmenech stromů, a stáří se může určit podle nich (viz rámeček „Letokruhy u bylin“ 1 ). Dokonce existují střízlivé odhady, že takové letokruhy lze nalézt na kořenech či oddencích 80 % vytrvalých bylin. Je ale třeba opatrnosti, u každého druhu se musí ověřit, zda skutečně jde o letokruhy, nebo spíš o nějaké nepravidelné přírůstky či o něco, co letokruhy připomíná napohled, ale nemá to s nimi nic společného. (Zkuste se podívat pod lupou na jednoletý kořen mrkve nebo červené řepy – nevypadá snad jako řada pravidelných letokruhů budících dojem, že držíte v ruce rostlinného Metuzaléma?)

Mlhavá minulost klonální byliny

U některých druhů lze k odhadu věku využít morfologické znaky na podzemních stoncích (viz rámeček „Podzemní archiv“ 2 ), není-li však zachován hlavní kořen, zjistíme nanejvýš stáří zachovalé části, ale nevíme nic o stáří jedince pocházejícího z jednoho semene (genety). Přes tyto obtíže existují odhady stáří bylin, které jsou většinou založeny na extrapolaci ročního přírůstku klonu (jeho šíření za jeden rok) na celou plochu porostlou klonem. Odhadovaný věk si nezadá se stářím nejstarších stromových pamětníků a obecně se má za to, že klonální byliny jsou vlastně nesmrtelné. Jen pár příkladů za všechny: E. Oinonen 2) zjistil, že zcela běžný druh kapradiny hasivky orličí (Pteridium aquilinum) klíčí ve finské tajze pouze po požárech, kdy se uvolní prostor a živiny. Historickým a genetickým rozborem pak nalezl jeden jediný klon této kapradiny na ploše 14 hektarů. Jeho stáří odhadl na 1400 let. Stejně tak běžné byliny, jako je konvalinka (Convallaria majalis) nebo tráva třtina křovištní (Calamagrostis epigejos), se dožívají i 400 let. 3) Věk klonu hvězdnice novobelgické (Aster novii-belgii) v Cambridgeshire v Británii spočítali D. Briggs a jeho kolegové 4) s pomocí mapových záznamů a herbářových položek na více než 120 let.

Proč neuctíváme památné byliny

Co nám tedy brání nazývat byliny památnými, vést o nich zápisy a psát o nich knihy či průvodce? Zaprvé nemusíme zjištěným hodnotám věřit (některé metody stanovení věku vypadají na první pohled šarlatánsky), zadruhé byliny se nedají označit cedulkou, zatřetí je to přetrvávání na jednom místě, jehož si u starých stromů vážíme nejvíce. I když první dva důvody jsou nepochybně důležité, ten třetí je asi nejdůležitější, jak napovídá i pochybnost vyjádřená v citovaném článku P. Štěrby, zda Lagarostrobos franklinii rostoucí v Tasmánii je se svými 10 500 lety opravdu nejstarším stromem. Vždyť roste klonálně, a nejde tedy o jeden kmen od semenáčku po stáří – věc u stromů málo častá, kdežto u bylin běžná. Z pohledu bylinného je však označení borovice osinaté za nejstarší rostlinu jen kvůli tomu, že neumí opustit své už naprosto mrtvé tkáně primárního prýtu, neopodstatněné. Živé buňky obalují kmen pouze na povrchu a nepamatují si o mnoho více než bylinné stonky krčící se v podrostu. Něco málo si však přece pamatují. V pokusech porovnávajících růst rostlin vzniklých ze semen s růstem klonálním bylo zjištěno, že vegetativně vzniklé rostliny rostou jinak než rostliny ze semen. Liší se jejich investice do produkce semen a samozřejmě jsou, na rozdíl od semenáčků, fenotypicky nastavené na podmínky, ve kterých žijí. Navíc u starých klonálních rostlin nemůžeme vyloučit vznik somatických mutací a hromadění virů, a tedy různou genetickou výbavu v různých částech klonu.

Krůček směrem k nesmrtelnosti

Jak je vidět, věk rostlin je věc poněkud ošidná, ale přesto se domníváme, že stářím rostlinného jedince je třeba rozumět stáří genety (jedince vzniklého ze semene). To však nevylučuje možnost, že v závislosti na souvislostech můžeme hovořit také o stáří kmene, větve, prýtu atp.

Rostliny, a zvláště byliny udělaly na cestě k nesmrtelnosti pokroky, nad kterými bledne závistí i lord Voldemort. Dosáhly toho především schopností neomezeného modulárního růstu, tedy schopností produkovat nové moduly (např. prýty) a ty staré nechat odumřít. Tak vlastně mají jen krátkověké tkáně při zachování genetické výbavy. Cenou za nesmrtelnost je pak částečná ztráta paměti.

Literatura

Dietz H., Ullmann I.: Age determination of dicotylenous herbaceous perennials by means of annual rings: exception or rule?, Annals of Botany 80, 377–379, 1997
Ehrlén J., Lehtilä K.: How perennial are perennial plants?, Oikos 98, 308–322, 2002
Schweingruber F. H., Dietz H.: Annual rings in the xylem of dwarf shrubs and perennial dicotyledonous herbs, Dendrochronologia 19, 115–129, 2001/1
Klimešová J., Klimeš L.: CLO-PLA3 – databáze klonálních rostlin střední Evropy (clopla.butbn.cas.cz)

Poznámky

1) K. H. Borovský: Král Lávra.
2) Výsledky studií E. Oinonena publikované v r. 1967, viz Harper J. L.: Plant population biology, 1977.
3) Výsledky studií E. Oinonena publikované o dva roky později (1969), viz Harper J. L., White J.: The demography of plants; Annual Review of Ecology and Systematics 5, 419–463, 1974.
4) Briggs D., Block M., Jennings S.: The possibility of determining the age of colonies of clonally propagating herbaceous species from historic records: the case of Aster novi-belgii L. (first recorded as A. salignus Willd.) at Wicken Fen Nature Reserve, Cambridgeshire, England, New Phytologist 112, 577–584, 1989.

LETOKRUHY U BYLIN

Za nejpřesnější metodu stanovení věku u bylin je zatím považováno počítání letokruhů na vytrvalých částech rostliny – kořenech či oddencích. Tato metoda dostala název herbochronologie jako alternativa k dendrochronologii (stanovení věku a historie růstu dřevin pomocí letokruhů). Ač se tento přístup rozvíjí až posledních 10 let (první významnější studie na toto téma se objevily v roce 1997), počátky lze nalézt již ve třicátých letech 20. století, kdy si jistý pan Moss všiml letokruhů při studiu běžného pasekového a požárového plevele vrbky úzkolisté (Epilobium angustifolium). Věk rostlin stanovil na 27 let. V roce 1997 bylo studováno 35 lučních bylin a v současnosti čítá počet analyzovaných druhů stovky, jdoucí napříč celou Evropou. Studie ukázaly, že jsme schopni nalézt letokruhy zhruba na 80 % vytrvalých bylin.

A jak to funguje? Princip je, stejně jako u stromů, založen na periodickém růstu pletiva odpovědného za druhotné tloustnutí stonků a kořenů, jež se nazývá kambium. To každoročně vytváří nové vrstvy cévních svazků, vedoucích živiny a vodu. Zatímco buňky lýka (tzv. floem), vedoucí živiny od listů do zbytku rostliny, jsou měkké a časem se bortí, buňky dřeva (tzv. xylem), vedoucí vodu a minerální látky od kořenů, jsou dřevnaté a přetrvávají, již nefunkční, i do dalších let. Na jaře, kdy se začíná kambium po zimním spánku aktivovat (přibližně v květnu), je dostatek vody, buňky jsou velké a tenkostěnné. S přechodem do letního období a podzimu vody ubývá, buňky jsou menší a silnostěnné. Přibližně v říjnu se přestávají tvořit úplně. Další rok navazují opět buňky velké. Díky tomu můžeme vidět u druhotně tloustnoucích rostlinných orgánů (např. stonků stromů) charakteristické kruhy a určit počet let. Věk bylin v našich podmínkách, stanovený touto metodou, se pohybuje v závislosti na druhu a stanovišti od 3 zhruba do 7 let (často existují i starší jedinci, u kterých nelze spolehlivě určit věk, protože se střed kořene rozpadl nebo vyhnil). Ve švýcarských Alpách však byl nalezen např. jetel starý 60 let.

Letokruhy bylin jsou však velmi variabilní a musí se studovat pod mikroskopem, často s využitím různých barviv vázajících se specificky na dřevnaté části (xylem). Navíc je tato metoda u bylin destruktivní – bylinu musíte rozřezat a nemůžete ji sledovat opakovaně, což vadí zejména u vzácných druhů. Dalším problémem je ověření pravosti letokruhů – zda to, co vidíme, jsou opravdu roční přírůstky. Ověření se většinou provádí časově náročnou metodou: rostliny jsou pěstovány několik let, a potom se zjišťuje, zda známý věk odpovídá počtu letokruhů na kořeni či oddenku.

PODZEMNÍ ARCHIV

U některých druhů bylin lze zjistit věk žijících částí podle jejich morfologie za předpokladu, že mají pravidelné roční přírůstky jako například šťovík alpský (obrázek 1). Na oddenku uloženém mělce pod povrchem půdy v horizontální poloze lze rozeznat roční přírůstky jako buřtíkovité ztlustliny. Příčné vroubky na segmentech jsou stopy po listech, takže lze zjistit, kolik listů rostlina v tom kterém roce vyprodukovala. Navíc jsou na některých segmentech po stranách 1–4 kruhovité stopy po květních prýtech, z čehož se pozná, jestli rostlina v daném roce kvetla a kolik měla kvetoucích prýtů. Oddenek u tohoto druhu se zachovává 10 až 20 let (ten na obrázek 1 je 22letý), stáří genety však bývá větší, a nelze ho tedy touto morfologickou metodou určit.

Podobně jako u šťovíku alpského lze stanovit věk u dalších oddenkatých geofytů, např. u kokoříků (Polygonatum spp.). Kokořík mnohokvětý (obrázek 2) má na oddenku kruhovité jizvy po nadzemních částech prýtů, a protože produkuje každý rok jen jeden prýt, lze spočítat, že oddenek na snímku je starý deset let.

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

Přemýšlej, než začneš kreslit

Přemýšlej, než začneš kreslit

Ondřej Vrtiška  |  4. 12. 2017
Nástup počítačů, geografických informačních systémů a velkých dat proměnil tvorbu map k nepoznání. Přesto stále platí, že bez znalosti základů...
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...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

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

 

Objednat předplatné