Světem se stále rychleji šíří invazivní rostliny. Vytlačují ty původní a mění ekosystémy ke svým potřebám. Čeští vědci nyní popsali, jaké rostliny jsou geneticky předurčené k tomu, aby se staly invazivními.
Čeští biologové odhalili tajemství invazivních rostlin. Je ukryté ve velikosti genomu
Pracovníci Botanického ústavu AV ČR zjistili, že důležitou vlastností, která rozhoduje o tom, jestli jsou rostliny invazní, je velikost jejich genomu. „Pro náš modelový druh, kterým je rákos obecný, jsou výsledky velmi jednoznačné,“ řekl vedoucí výzkumného týmu Petr Pyšek.
„Rostliny rákosu s malým obsahem jaderné DNA jsou velmi invazní, což potvrzuje naše předchozí zjištění, založená na mezidruhových srovnáních – ta tedy platí i v rámci populací jednoho druhu.“ Výsledky výzkumu byly publikovány v prestižním časopise Ecology.
Ve spolupráci se zahraničními partnery z USA a Dánska provedli vědci stanovení velikosti genomu několika set populací rákosu Phragmites australis z celého světa pomocí takzvané průtokové cytometrie. Zhruba stovku z nich poté pěstovali ve standardních podmínkách na experimentální zahradě. V průběhu pokusu měřili rychlost růstu a širokou škálu dalších ekologických a fyziologických vlastností zkoumaných rostlin, včetně odolnosti proti herbivorii.
Pokus byl založen tak, aby bylo možné porovnat severoamerické populace rákosu, které byly před více než 150 lety zavlečeny na tento kontinent z Evropy a dnes jsou zde invazní, s populacemi, které jsou v Severní Americe původní a invazní populace je vytlačují.
Ukázalo se, že pro invazní rostliny je typický malý genom, který je spojen s vlastnostmi podporujícími invazní chování.
„Teoretické vysvětlení souvisí s generační dobou: buňky s malým obsahem DNA se rychleji replikují, což vede k rychlejšímu růstu,“ vysvětluje Laura Meyersonová z University of Rhode Island, která na výzkumu spolupracovala. To souvisí s tím, že rostliny s velkým genomem mají omezenou schopnost růst v extrémních podmínkách, jako jsou v případě rákosu třeba oblasti s nedostatkem srážek nebo vysokou salinitou, kde je výhodné rozmnožit se co nejrychleji.
Výzkum, který pomůže ochránit naši přírodu
Zjištění mezinárodního týmu lze v případě rákosu využít k monitorování invazních populací. „Existence zřetelné hranice ve velikosti genomu, oddělující invazní a neinvazní rostliny, umožní rychlou identifikaci potenciálně invazních populací. Průtoková cytometrie představuje rychlou a finančně dostupnou metodu stanovení obsahu jaderné DNA, která dovoluje získat rutinním způsobem velké množství informací,“ dodává Petr Pyšek.
Pokud budoucí výzkum prokáže platnost výsledků i pro jiné druhy rostlin, bylo by možné využít metodu například při rozhodování o tom, zda povolit import určitých populací na základě jejich invazního potenciálu.