Stromy vyhrály evoluční závod, protože se nejlépe přizpůsobily suchu

Na otázku, jak se stalo, že vznikly stromy a co jim umožnilo stát se jedněmi z největších a nejdéle žijících organismů na Zemi, se pokusil odpovědět velký mezinárodní výzkum, ve kterém hráli významnou roli i experti z Česka.

Stromy tu jsou miliony let, považujeme je za něco přirozeného a většinou jim příliš nevěnujeme pozornost. Mají přitom mimořádné vlastnosti: Jde nejen o největší organismy, které kdy žily na Zemi, ale současně jde také o absolutní rekordmany v délce dožití. Jak se stalo, že se právě tyto rostliny staly tak úspěšnými?

Podle nové studie v tom hrálo klíčovou roli sucho. Stromy totiž „převálcovaly“ svou konkurenci z říše rostlin tím, že se dokázaly vyšplhat nad ně – a čím výše rostly, tím více dokázaly využívat sluneční paprsky k fotosyntéze a mohly tak získat víc energie než jejich evoluční konkurenti, jako byly třeba přesličky a plavuně.

Jenže všechny rostliny, které se o tento vývojový „trik“ pokusily, musely narazit na stejný problém. A tím byla voda. Stejný problém dnes řeší hasiči u požárů výškových budov – vyhnat vodu výš je zkrátka energeticky extrémně náročné. A stejné výzvě čelily také pravěké stromy.

Nepřetržitý pohyb vody stromem

Aby mohly stromy růst do výšky, musí nepřetržitě transportovat vodu z kořenů do kmene, větví a listů. S rostoucí velikostí ale tento proces začíná být stále náročnější, zejména v období nedostatku vody. Transport vody zajišťuje cévní pletivo zvané xylém tvořené mikroskopickými trubicemi. Ty se ale mohou ucpat vzduchovými bublinami, takzvanými emboliemi. Pokud se tato poškození rozšíří, mohou přerušit zásobování vodou a způsobit odumření celé rostliny. Jak se během evoluce zvětšovaly vodivé systémy rostlin, rostla i jejich zranitelnost vůči těmto poruchám.

Výzkum naznačuje, že stromovité rostliny tento problém řešily postupným rozdělováním vodivých systémů do oddělených částí, což omezovalo šíření poškození. Stejná strategie se během evoluce stromovitých forem rostlin objevovala opakovaně. 

„U dávno vyhynulých vývojových linií docházelo k fyzickému oddělování vodivých drah do různých částí kmene, což však zase neslo konstrukční nevýhody. U předků dnešních dřevin se vyvinulo elegantní řešení problému – složitější vnitřní struktura dřeva, která pomáhá zvládat důsledky sucha a zároveň zachovat pevnost kmene. Tento hlubší pohled do evoluce nám pomáhá pochopit funkční vlastnosti dřeva dnešních stromů, které opět čelí vysoké mortalitě vlivem sucha,“ říká Martin Bouda z Botanického ústavu české Akademie věd, který se na výzkumu podílel.

Schopnost konstrukčně omezovat šíření poškození ve vodivých pletivech umožňuje stromům lépe odolávat stresu, regenerovat poškozené části, přizpůsobovat se měnícím se podmínkám prostředí a dožívat se mimořádně vysokého věku. Výzkum mechanismů, kterými stromy hospodaří s vodou, může pomoci předvídat, jak budou lesy reagovat na pokračující klimatickou změnu. „Evoluční tlak sucha, který formoval první lesy, působí i na současné lesní ekosystémy,“ dodává Alexandru Tomescu z Kalifornské polytechnické univerzity Humboldt, který na studii také pracoval.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Sloni používají desítky druhů rostlin k léčení

Afričtí sloni využívají desítky různých rostlin k léčbě sebe samotných i dalších členů svých stád, když onemocní. K tomuto závěru dospěla studie, kterou vypracovali vědci s pomocí místních obyvatel žijících a pracujících po boku slonů v oblasti hory Elgon v Keni, informoval zpravodajský server BBC News.
před 8 mminutami

Noc vědy otevře veřejnosti dveře 155 výzkumných institucí

Noc vědy je největší tuzemskou akcí, která veřejnosti představuje, jak krásné mohou být být věda a poznávání světa. Tématem letošního ročníku, který se koná v pátek 25. září, je komunikace.
před 1 hhodinou

Čeští vědci při zatmění Slunce odhalili koronální díru. Může ovlivňovat magnetické pole Země

Nové obrazy sluneční koróny pořízené během letošního srpnového zatmění Slunce odhalily koronální díru, která může prostřednictvím rychlého slunečního větru ovlivnit magnetické pole Země, ale také vírové struktury přezdívané „smoke rings“.
před 18 hhodinami

Hitler nemá alibi na dobu smrti své neteře, tvrdí historik

Nové dokumenty nalezené v mnichovských archivech zpochybňují alibi Adolfa Hitlera na dobu smrti jeho neteře Geli Raubalové. Podle časopisu Der Spiegel našel badatel Harald Sandner úmrtní záznam, podle kterého se tělo Raubalové v Hitlerově bytě našlo už 18. září 1931. Podle dosavadních úředních záznamů to bylo až o den později, kdy byl pozdější nacistický diktátor už na cestě z Mnichova do Norimberku.
před 19 hhodinami

El Niňo může do února přispět k úmrtí více než 450 tisíc lidí, varují vědci

Letošní silný klimatický jev El Niňo může do února příštího roku přispět k úmrtí více než 450 tisíc lidí v důsledku veder, odhadují klimatologové. Vyplývá to ze závěrů studie vědců z Climate Impact Lab a několika univerzit, uvedl list The Guardian.
před 21 hhodinami

NASA objevila „ohnivou amébu“. Žije v teplotách, které by přežít neměla

Až doposud vědci předpokládali, že složitější organismy nejsou schopné přežívat a rozmnožovat se při teplotách nad 60 stupňů Celsia, protože to nezvládnou jejich buňky. Překvapivý objev z Kalifornie ale naznačuje, že to možné je.
před 21 hhodinami

V Brně testují lepidlo na zlomeniny. Inspiroval ho sliz mušlí

S léčbou tříštivých zlomenin by v budoucnu mohlo pomoci kostní lepidlo, které v současné době testují vědci z výzkumného centra CEITEC Vysokého učení technického v Brně. Jednotlivé úlomky kosti se pomocí něj dají přilepit na své místo, poté se lepidlo postupně samo vstřebá a rozloží na látky, které se v těle běžně vyskytují. Lékaři navíc mohou do lepidla přidat také antibakteriální a hojivé látky.
před 23 hhodinami

AI agent pronikl na australský vládní portál

Australský premiér Anthony Albanese oznámil, že agent umělé inteligence (AI) vyvinutý americkou společností OpenAI v červnu pronikl na australský vládní portál se zdravotními údaji. Získal neoprávněný přístup k veřejným i neveřejným souborům, informovala o tom agentura Reuters. Jedná se pravděpodobně o první známý případ, kdy agent AI hacknul vládní webovou stránku.
včera v 08:07‌‌

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.