Čeští vědci zkoumají, jak se rostliny orientují pomocí gravitace

Popsat princip rychlé reakce buněk rostlinných kořenů na hormon auxin se pokouší tým z Univerzity Karlovy (UK). Tým využil nový přístup k měření takzvaného membránového potenciálu buněk v kořenech. Vědci použili speciální mikroskop, který živou rostlinu příliš nenaruší. Studii o výzkumu, který přinesl nové poznatky o hormonu auxin, zveřejnil prestižní časopis Nature Plants.

Hormon auxin je součástí všech vyšších rostlin. Podílí se na mnoha procesech formování rostlinného těla. Klíčový je pro růstové pohyby, kterými rostlina reaguje na nějaký podnět –⁠ například u slunečnic otáčejících se za sluncem jde o takzvaný heliotropismus.

Tým Matyáše Fendrycha z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy zkoumá růsty kořenů a analyzuje především základní druh tropismu, a to gravitropismus –⁠ to, jak se kořen rostliny orientuje vůči gravitačnímu poli země. „Gravitace je to první, v čem se rostoucí kořen rostliny orientuje v případě, že nemá k dispozici jiné navigační klíče, jako je například voda,“ uvedl Fendrych.

Rostliny mají orgán, kterým vnímají gravitaci

Centrem pro vnímání gravitace je podle vědců kořenová čepička, která je na špičce kořene. Reakce na gravitaci je ale v kořenu na jiném místě. Pro to, aby rostlina správně reagovala, musí být tato místa informačně propojena. Propojení zajišťuje právě auxin. Pokud špička zaznamená změnu směru gravitace, vyšle auxinový signál na spodní stranu kořene, který tamním buňkám „sdělí“, že mají přestat růst a kořen tím může změnit směr svého růstu.

Odborníci v současnosti znají podstatu „klasické“ odpovědi buněk na auxin. Poté, co se hormon naváže na receptor, se spustí molekulární procesy, což vede k přepsání některých genů a reakci buňky. Tato reakce zabere minimálně pět minut.

Přitom podle odborníků existují i velmi rychlé odpovědi na auxin, které trvají nižší desítky vteřin. U nich je však zatím neznámý molekulární mechanismus i jejich význam pro gravitropismus kořenů. „Reakce buněk na auxin dokáže být nečekaně rychlá, což není v souladu s tím, jak chápeme auxinovou signální dráhu,“ uvedl Fendrych. „Přesně tento problém se náš tým pokouší rozlousknout a náš nový článek nás přibližuje k pochopení mechanismu rychlé odpovědi na auxin,“ dodal.

Vědci vyšli z pozorování rostlinných fyziologů, která ukazovala, že přítomnost auxinu mění rozložení elektrického náboje na obou stranách buněčné membrány. Ten ovlivňuje metabolické i signální děje buňky. „Doposud ale nikdo nezačal zjišťovat, proč se to vlastně děje a jaký význam má depolarizace pro gravitropismus kořene,“ uvedl Fendrych.

Dřív se k měření potenciálu využívaly elektrody, nyní vědci ukázali, že to lze řešit pomocí mikroskopu. „To je takový metodický přínos, že jsme schopní rostliny pozorovat, aniž bychom je příliš stresovali a příliš do nich zasahovali,“ podotkl Fendrych. Studie podle něj přinesla i další posun v poznání auxinu. „Je důležitý pro spoustu věcí. My jsme zde jeden jeho efekt rozklíčovali a popsali jsme, že právě membránová depolarizace, jakožto efekt způsobený auxinem, je důležitá pro gravitropismus kořenů,“ doplnil.

Na studii kromě Fendrychovy laboratoře pracovali vědci z Vysoké školy chemicko-technologické v Praze či University of Tasmania. Výzkumná práce Matyáše Fendrycha je podpořena prestižním juniorským grantem Evropské výzkumné rady. Vědec ho získal v roce 2018.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Na letošní sucho v Evropě má zásadní vliv změna klimatu, tvrdí studie

Nová studie popsala, že změna klimatu zhoršuje sucho v Evropě. Dlouhodobé srážky se v různých částech kontinentu vyvíjí odlišně, ale všude rostoucí teploty urychlují odpařování vody z krajiny, informovali vědci z organizace World Weather Attribution (WWA).
23. 7. 2026

Zlaté ze tří olympiád. Čeští studenti zazářili na prestižních soutěžích

Mladí studenti z tuzemska patří na světových vědeckých soutěžích dlouhodobě mezi špičku. Letos se jim podařilo „ulovit“ rovnou hattrick, když získali zlaté medaile na fyzikální, biologické i chemické olympiádě.
23. 7. 2026

Slovenští archeologové odkryli římský legionářský tábor. Zaskočilo je množství koster

Vědci z Archeologického ústavu Slovenské akademie věd (SAV) odkryli římský vojenský tábor z druhé poloviny druhého století, pravděpodobně z období markomanských válek (166 až 180 našeho letopočtu). Polní pochodový tábor objevili vědci v jižní části budoucího průmyslového parku Šurany, zabírá přibližně 7,4 hektaru.
23. 7. 2026

Bonobové dosahují míru pomocí mazlení a polibků

Doteky, objetí a polibky před stresujícími událostmi mohou být prastarým způsobem budování důvěry, domnívají se vědci, kteří studují velké primáty z řad nejbližších příbuzných lidí. Výzkumníci z Durhamské univerzity sledovali šimpanze učenlivé a šimpanze bonobo, jak se navzájem uklidňují fyzickým kontaktem.
23. 7. 2026

Evropský pohled

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