Proč jsou některé rostliny masožravé? Přišli na to vědci z Olomouce

Masožravost u rostlin vznikla pravděpodobně jako obranný mechanismus.

Nový pohled na rostliny a jejich vnímání okolního světa přinesli vědci z Centra regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výzkum (CRH). V uplynulých dvou letech nahlíželi detailně do nitra masožravé rosnatky kapské (Drosera capensis) a porovnávali její elektrickou signalizaci a fyziologickou odpověď v případech, kdy polapí kořist, nebo je mechanicky poškozena. Zjistili, že odezva rostliny na oba podněty je velmi podobná a masožravost se tak patrně vyvinula z obranných mechanismů rostliny. Článek nedávno otiskl prestižní časopis New Phytologist.

Předmětem zájmu se tentokrát stala masožravka, která kořist chytá pomocí lepkavých žláznatých výčnělků na listech – tentakul. Vědci rostliny vystavili různým vnějším podnětům a zkoumali následné reakce, na jejichž počátku vždy stojí elektrický signál vysílaný tentakulami. Výzkum elektrické signalizace u rostlin mnozí odborníci poměrně dlouho opomíjeli, olomoučtí biofyzici s ním ale mají letité zkušenosti.

Elektrický signál je stěžejní

„Potvrdili jsme, že elektrický signál stojí na počátku vjemů rostliny. V práci jsme popsali celý proces od vyslání elektrického signálu až po výslednou reakci rostliny. Hlavním cílem bylo porovnat elektrickou signalizaci a fyziologickou odpověď na masožravost a mechanické poškození rostliny. Chtěli jsme vědět, zda rostlina dokáže rozlišit rozdílné elektrické signály,“ řekl korespondenční autor práce Andrej Pavlovič z oddělení biofyziky CRH.

V prvním případě vědci zkoumali chování rostliny po té, co uloví kořist. Jakmile se hmyz na list zachytí, začnou z hlaviček tentakul, které jsou s kořistí v kontaktu, vycházet elektrické signály. Šíří se k základně tentakul a v samotném listu se signál promění v jakési elektrické vibrace. Ty zachytí ostatní tentakuly, které nejsou s kořistí v kontaktu, začnou se ohýbat a kořist fixovat.

„Bohatá elektrická aktivita je ale omezená jen na oblast na listu, kde kořist dosedne. Do dvou hodin se v této části pletiva začne akumulovat velké množství hormonů ze skupiny jasmonátů, které dokáží spustit činnost trávicích enzymů. Provedli jsme i analýzu trávicí tekutiny a našli v ní enzymy, které tráví proteiny, chitin či RNA, tedy všechny látky, které v kořisti obsahují hodně dusíku a fosforu. Právě tyto prvky totiž rostliny z kořisti potřebují získat, aby povzbudily svou fotosyntézu,“ přiblížil některá ze zjištění Pavlovič.

Velmi obdobnou reakci vzbuzuje i mechanické poškození rostliny, které simuluje útok býložravců. Když vědci rostlinu poranili, vyslala sice zcela odlišný typ elektrického signálu, než jaký rostlina generuje při kontaktu s kořistí, ten se však šířil po celé rostlině a rostlina rovněž zvýšila produkci jasmonátů a zalarmovala své trávicí enzymy ve všech listech. „Zatím nevíme, jaký to má pro rostlinu význam. Proč produkuje trávicí enzymy ve chvíli, kdy nemá co trávit? Předpokládáme, že je to výsledek dědictví evoluce. Tedy období, kdy elektrické signály a jasmonáty v běžných rostlinách, tak jak je tomu dnes, sloužily k indukci obranných reakcí. Mnohé trávicí enzymy se totiž nápadně podobají proteinům sloužícím k obranným reakcím. Masožravost se zřejmě vyvinula z obranných mechanismů rostlin,“ domnívá se Pavlovič.

Rostlina umí kořist ochutnat

Experimenty potvrdily, že rostlina nedokáže vyhodnotit druhy vnějších podnětů a elektrická signalizace není příliš specifická. Zajímavostí ale je, že rostlina umí kořist prostřednictvím specifických receptorů „ochutnat“. „Jakmile rostlina ucítí z kořisti například chitin nebo amoniak, sekrece enzymů se zdesetinásobí. Intenzivní vylučování trávicích enzymů spustí na základě chemického vjemu. Rostlina má proto mechanismy, kterými kořist bezpečně rozezná,“ dodal Pavlovič.

Na výzkumu se kromě biofyzika a rostlinného fyziologa podíleli také biochemici, buněční biologové i analytický chemik ze čtyř oddělení CRH. Olomoucký tým doplnil i jejich bratislavský kolega z Univerzity Komenského. Díky tomu se podařilo vytvořit komplexní výsledek. Možná i proto článek doplnil svým komentářem Axel Mithöfer z Max Planck Institutu pro chemickou ekologii. „Studie je milníkem v našem chápání masožravosti rostlin…,“ napsal mimo jiné Mithöfer.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Umělá inteligence zabíjí tu dětskou, varuje výzkum

V této fázi vývoje převažují rizika využívání generativní umělé inteligence (AI) ve vzdělávání nad výhodami, říkají američtí autoři studie Centra pro univerzální vzdělávání Brookings Institution. Takzvaní chatboti dětem pomáhají s referáty, úkoly a učením, současně jim toho ale podle průzkumu až příliš mnoho berou.
před 53 mminutami

Švýcarská nemocnice vyrábí metry umělé kůže pro popálené při požáru

Po požáru ve švýcarském zimním středisku Crans-Montana, kde při silvestrovských oslavách zahynulo čtyřicet lidí, 116 utrpělo zranění a desítky jsou stále hospitalizovány, pracuje laboratoř na výrobu kůže v centru buněčné produkce Univerzitní nemocnice kantonu Vaud na plné obrátky. Pokouší se pomoci zachránit pacienty s rozsáhlými popáleninami. Speciální zařízení v obci Epalinges nedaleko Lausanne je totiž jediné svého druhu v Evropě.
před 2 hhodinami

Pouštní národy lovily žraloky už v době kamenné, ukázal český výzkum

Pravěcí obyvatelé jihu Arábie se už před zhruba sedmi tisíci lety ve velké míře živili mořskými zdroji a troufli si i na tak velkou kořist, jako byli žraloci, vyplývá z výzkumu týmu Archeologického ústavu Akademie věd ČR (AV ČR). Ten v Ománu objevil nejstarší megalitický kolektivní hrob v jižní Arábii.
před 7 hhodinami

Posádka mise Crew-11 se vrátila z ISS kvůli zdraví jednoho z astronautů

V Tichém oceánu dopoledne středoevropského času přistála kosmická loď s čtyřčlennou posádkou NASA. Z Mezinárodní vesmírné stanice (ISS) se vrátila o čtyři měsíce dřív, než bylo v plánu, kvůli zdravotnímu stavu jednoho z astronautů.
08:18Aktualizovánopřed 7 hhodinami

Od ISS se na Zemi předčasně vrací loď Dragon kvůli zdravotnímu stavu astronauta

Od Mezinárodní vesmírné stanice (ISS) se ve středu odpoutala kosmická loď Dragon se čtyřmi astronauty, které americký Národní úřad pro letectví a vesmír (NASA) stahuje předčasně z mise kvůli zdravotnímu stavu jednoho z nich. Přistání lodě na Zemi se očekává ve čtvrtek okolo 9:40 SEČ. Podle zdravotního ředitele NASA Jamese Polka nejde o nouzovou evakuaci.
před 17 hhodinami

Rok 2025 byl po předchozích dvou letech nejteplejším v historii měření

Rok 2025 byl třetím nejteplejším rokem v historii měření. Průměrná globální teplota dosáhla 14,97 stupně Celsia. Byl tedy jen nepatrně (o 0,01 stupně Celsia) chladnějším než rok 2023 a o 0,13 stupně Celsia chladnějším než rok 2024, který byl vůbec nejteplejším rokem v historii měření. Uvedla to meteorologická služba Evropské unie Copernicus. Posledních jedenáct let bylo zároveň nejteplejších v historii měření.
včeraAktualizovánovčera v 16:19

Vědci naznačili, proč jsou někteří primáti homosexuální

Homosexualita je u savců natolik rozšířená, že to podle vědců nemůže být ani náhoda, ani omyl. Hledají proto evoluční příčiny a nový výzkum přinesl rovnou několik zajímavých poznatků.
včera v 14:48

Riziko jo-jo efektu je u léků na hubnutí zásadní, zjistili vědci

Nová studie vědců z Oxfordu odhalila velkou hrozbu toho, že po vysazení nejmodernějších a velmi účinných léků proti obezitě se hmotnost opět velmi rychle vrací.
včera v 12:35
Načítání...