Od prvoků k plejtvákům, nebo od sinic k sekvojím?

Rostlinný ekolog, zvláště ten věnující se bylinám, se obvykle cítí stranou hlavních trendů ve vědě. Velké teorie v ekologii jsou totiž inspirovány živočichy a připustí-li již existenci rostlin a chtějí-li je zahrnout do všeobjímající obecnosti, volí příklady mezi stromy. Důvodem je samozřejmě fakt, že ani tak základní věc, jako je definice jedince, není u bylin triviální a spočítat geneticky unikátní kopretiny na louce vyžaduje pokročilé molekulární metody. Když jsem na pultě knihkupectví sahala po knížce Johna Tylera Bonnera „Na velikosti záleží“, zajímalo mne především to, jak zpracoval význam velikosti pro rostliny. Bohužel ač se text tváří, že zahrnuje vše živé, kromě několika odkazů na sekvoje jako největší organismy na Zemi se věnuje především živočichům.

Kdyby kniha seriózně pojednávala rostliny, nebylo by na záložce povzdechnutí, že se velikost vždy ocitá na okraji vědy – u rostlin se totiž za opomíjenou nedá vůbec považovat (viz Vesmír 87, 328, 2008/5). I když, abych byla přesná, u rostlin se pozornost vědců soustředí především na výšku a ne na velikost. ¹⁾ Samozřejmě že chcete-li být vysocí, zvětší se i další dva rozměry, jste i širší a hlubší, tedy máte větší objem, jak popisuje pěkně Bonner v druhé kapitole. U rostlin je snaha být vysoký jasná: jako přisedlým organismům závislým na přístupu ke světlu být největší znamená být vystaven slunci, a navíc zastínit menší rostliny – tato vlastnost rostlin vede k asymetrickému soupeření v nadzemním prostoru. Soupeření o půdní zdroje je naopak symetrické, protože tam žádné zastínění neexistuje. Rostliny se tedy snaží být co největší, protože jak píše Bonner, nika pro největšího je vždy volná. Být nejvyšší ale znamená nejvíce investovat do podpůrných struktur (stonku) na úkor struktur, které získávají zdroje (listů). Proto v kompetičním a dostatečně produktivním prostředí najdeme mnoho strukturních parazitů, tedy rostlin, které do struktur neinvestují, ale využívají podporu jiných rostlin, aby se dostaly na světlo (liány). Největší rostliny mají i další problémy: potřebují více vody, produkují málo velkých semen a mají potíže s uchycením, protože jim trvá dlouho, než dosáhnou velikost nezbytnou pro první reprodukci a to je těžké v zástinu dospělých rostlin nebo v tlačenici se sourozenci – takže s tou volnou nikou to není zas tak jednoduché. ²⁾ Proto je opravdu velkých rostlin (stejně jako opravdu velkých živočichů) málo ve srovnání s těmi malými, kteří mají větší pravděpodobnost zanechat potomky, protože mají kratší délku generace, menší semena a reprodukci pojištěnou klonalitou nebo schopností samosprášení. ³⁾

Malé rostliny jsou byliny, ale výška není to jediné, co odlišuje byliny od stromů, jsou unikátní svou životní strategií. Nepříznivé období roku, příliš chladné nebo příliš suché pro růst, totiž přežívají jen jejich podzemní části a nadzemní části odumírají. K jejich rozvoji přispělo zhoršování klimatu v třetihorách, kdy právě chlad a sucho začaly zasahovat do poklidného vývoje tropických pralesů, takže velké množství malých rostlin má nepochybně také historické příčiny.

Byliny začínají svůj výškový růst každý rok znovu od nuly, z banky pupenů uložené na podzemních vytrvalých orgánech. Pro jejich nadzemní stonky samozřejmě platí totéž co pro stromy: kdo je nejvyšší, vyhraje, ale stonky jsou zde levnější, bylinné, vždyť budou podpírat listy jen jednu vegetační sezonu. Proto se mohou semenáčky stromů setkat s obtížemi, když se na začátku života dostanou do hustého porostu bylin. Do výšky asi půl metru je konkurenčně výhodnější být bylinou ⁴⁾ – zdroje ušetřené na podpůrných strukturách (na tom, že stonek nedřevnatí) mohou být investovány do listoví.

Je zajímavé, že ve velikosti bylin vertikální rozměr s rozměrem horizontálním není v úzkém alometrickém vztahu, jsou často širší než delší. Tedy abych byla přesná, nehovořím zde o rozměrech jednotlivých prýtů, ale celého jedince vzniklého klonálním růstem. Do tloušťky a pevnosti stonku nesoucího baldachýn listoví rostliny investují jen tolik, kolik je nezbytně nutné, aby se nezlomily: strom musí na jednom kmeni unést tisíce tenkých větviček s listy, ale u klonální trávy, například pýru plazivého, stejný počet „větviček“, tedy prýtů vyrůstá přímo ze země a „větve“ a „kmen“ jsou jen tenkými strukturami, které se plazí pod povrchem půdy a nazýváme je oddenky. Zatímco kmen stromu musí zprostředkovat výměnu látek mezi zelenou továrnou v listoví a kořeny, každý prýt pýru má své kořeny a jeho závislost na ostatních částech klonu je minimální a nejstarší části také po několika letech odumírají, aniž to má na růst pýru nějaký negativní vliv. Klonální rostlina tedy oblafne gravitaci a překoná monopol hlavního stonku na transport mezi kořeny a listy. Je pravda, že Bonner také uvádí klonální rostlinu (s. 27) – strom osiku – hned ale dodává, že celý klonálně vzniklý lesík osik přece za jediný organismus nepovažujeme. A to je právě chyba! Většina bylin (a některé stromy) je přece klonální a to má vliv například na jejich délku života (vztah pro zvířata v Bonnerovi na s. 104 a další). Klonální byliny se samozřejmě dožívají mnohem vyššího věku, než by odpovídalo jejich výšce, ale těžko to znázorníme v nějakém grafu, protože nám chybějí jak údaje o jejich stáří, tak o jejich celkové velikosti (například biomase celého klonu). Klonalita bylinám zajišťuje tedy nejen vegetativní rozmnožování, ale při malé výšce a časné první reprodukci také dlouhou dobu dospělosti, po kterou je produkce semen možná. Klonalita má vliv i na obecně přijímaný vztah mezi velkostí a počtem jedinců na plochu: Uvažujeme-li jako jedince jednotlivé prýty bylin a stromy, platí čím vyšší jedinec, tím méně se jich na danou plochu vejde. Jak by ale vztah vypadal, kdybychom místo prýtů spočítali jednotlivé geneticky unikátní rostliny? Škoda že tohle, podobně jako jiné rostlinné speciality, v knize chybí.

Co v knize naopak je? Autor sází na kouzlo kuriozit a na literární analogie. Mohl by vůbec hrdina románu Jonathana Swifta Lemuel Gulliver slyšet řeč Liliputánů a Brobdingnagiánů? Měli by takto zvětšení nebo zmenšení lidé vůbec stejné proporce, jaké máme my? Viděli by Liliputáni lépe než Gulliver? Kolik Liliputánů a Brobdingnagiánů by vůbec na světě bylo a jakého by se dožívali věku a kolik času by strávili jídlem? Odpovědi na tyto a ještě jiné otázky v knize najdete jako příklady toho, jak velikost organismů ovlivňuje jejich funkce. Shrnuto do pěti pravidel: 1) síla se mění v závislosti na velikosti; 2) povrchy, které umožňují difuzi kyslíku, potravy a tepla dovnitř i ven z těla, se mění v závislosti na velikosti; 3) složitost se mění v závislosti na velikosti; 4) rychlost různých životních pochodů se mění v závislosti na velikosti, 5) početnost organismů v přírodě se mění v závislosti na jejich velikosti.

Rušivě působí, že v tak krátké knize jsou některá témata podávána na pokračování: pět pravidel je uvedeno na s. 12, ale začínají se probírat až na s. 29, znovu jsou rekapitulována na s. 53, a výklad se k nim vrací až na s. 66. Velikost a dělba práce jsou přerušeny výkladem o zmenšení velikosti u větších organismů a celé vyprávění je přerušovaně ilustrováno na příkladech z Gulliverových cest, což je sice velmi pěkný způsob jak problematiku přiblížit, ale při všem tom prolínání témat působí kniha roztříštěně.

Poněkud nejasně je podána problematika evolučních novinek a zvětšování velikosti. Tady zůstává tématu autor nejen hodně dlužen, ale text je tak trochu nejasný. Za konstatováním, že každý konstrukční typ má své velikostní limity, které nemohou být překonány, dokud příroda „nevynalezne“ opět něco jiného, autor píše (s. 58): „...není striktně pravda, že velikost vždy předchází stavbě; je jasné, že opak je pravdou, a v průběhu evoluce musely nastávat střídavé změny tam i zpět.“

Nakonec se musím vrátit k samotné velikosti knihy, o které nakladatelství Mladá fronta na záložce píše, že přes malý rozsah dává velikosti vše, co si zaslouží. Hm, že by se na ní uplatňovala vědecká alometrie? Třeba mají v Americe (odkud autor je) také pravidlo, že za uznatelný výsledek hodnocení vědecké výkonnosti se počítá pouze knižní dílo mající alespoň 100 normovaných stran (představovaná kniha jich má i s rejstříkem 124).