Mladý vedec z Univerzity Komenského predstavil výskum o rozpoznávaní koristi mäsožravej rastliny

Ako je možné, že mäsožravá rastlina dokáže i bez zmyslových orgánov a nervovej sústavy rozpoznať, čo sa chytilo do „pasce“? Kde sa táto schopnosť vzala?

Tieto otázky si položil doktorand Univerzity Komenského v Bratislave (UK) Mgr. Miroslav Krausko pod vedením doc. Mgr. Andreja Pavloviča, PhD. Výskum vedca UK, ktorý získal cenu dekana Prírodovedeckej fakulty UK, bol publikovaný v poprednom vedeckom časopise New Phytologist. Pozitívne sa k nemu vyjadril aj svetovo uznávaný molekulárny ekológ Dr. Axel Mithöfer z Max Planck Institute.

Mäsožravé rastliny vo svojom prirodzenom prostredí nenachádzajú dostatok živín v pôde, preto museli „vymyslieť“ spôsob, ako chýbajúce živiny doplniť. Mäsožravé rosičky na chytanie koristi vylučujú lepkavý sekrét, z ktorého sa stáva lepkavá pasca. Tento sekrét sa tvorí na konci predĺžených výbežkov (tzv. tentákul) a vytvára dojem rosy. Práve tomuto vzhľadu vďačia rosičky za svoje pomenovanie. Rosičky reagujú na chytenie koristi pohybom tentákul, ktoré korisť obalia z každej strany a napokon sa okolo nej obtočí aj celý list, a tým sa vytvorí tzv. „vonkajší žalúdok“.  „V našom výskume sme sa zamerali na spôsob, akým sú signály – dotyk či rôzne chemické látky – vnímané a spracovávané rastlinou, aby mohla správne vyhodnotiť, či sa do pasce chytila korisť, ktorú môže ,zjesť‘, alebo ide o falošný poplach a trávenie by bolo iba plytvaním cennou energiou a živinami,“ uviedol Mgr. Miroslav Krausko z Prírodovedeckej fakulty UK.

Doktorand UK hľadal odpoveď na otázku, ako je možné, že bez zmyslových orgánov a nervovej sústavy rastlina dokáže rozpoznať, čo sa do pasce chytilo. V prvom rade bolo potrebné poznať bežné reakcie rastlín, ktoré sa každodenne musia vyrovnávať so škodcami v podobe bylinožravcov a hmyzu. Poškodenie rastliny vyvoláva šírenie elektrického signálu po celom jej tele, čo následne spúšťa syntézu rastlinných hormónov a obranných látok. Obrannými látkami môžu byť aj rôzne typy enzýmov, ktoré útočia na rastlinných škodcov tak, že rozkladajú zložité molekuly, z ktorých sa skladá ich telo. Takýto obranný systém stavia na rýchlom prenose signálu a následnej odpovedi celého rastlinného organizmu, teda nielen jeho poškodenej časti. U živočíchov za prenos signálu do celého tela zodpovedá nervová sústava, ktorú rastliny, samozrejme, nemajú. Majú však systém vzájomne prepojených buniek, ktoré tvoria rozvetvenú sieť a ich úlohou je rozvádzať vodu a živiny do celého tela. Tieto cievne zväzky rastliny využívajú ako nervovú sústavu na rýchly prenos informácií, ktoré majú podobu elektrických signálov podobne ako u živočíchov. „Zistili sme, že dotyk s tentákulami vyvoláva šírenie elektrických signálov, tvorbu rastlinných hormónov a tráviacich enzýmov, ktorých aktivita však rýchlo utícha. Ak však k mechanickému podráždeniu pridáme aj chemické látky, ktoré sa uvoľňujú z koristi, môžeme pozorovať až desaťnásobne väčšiu reakciu. Rastlina teda dokáže vnímať ,chuť‘ koristi a reagovať zvýšenou tráviacou aktivitou,“ ozrejmil Miroslav Krausko.

Pozorované deje, šírenie elektrických signálov, tvorba rastlinných hormónov a tráviacich enzýmov mäsožravých rastlín, majú rovnakú postupnosť ako reakcie pozorované pri napadnutí rastlín patogénmi. Práve to priviedlo výskumný tím k hypotéze, že mäsožravosť rastlín vznikla v evolúcii postupnou modifikáciou obranných mechanizmov s cieľom využiť ich na získavanie živín z koristi. Aby si túto hypotézu overili, simulovali napadnutie rastliny opakovanými vpichmi ihlou, ktoré mali napodobniť účinok hryzadiel hmyzu. „Zistili sme, že aj takéto poranenie spúšťa kaskádu dejov vedúcich k ohybu tentákul a produkcii tráviacich enzýmov. Rozdiel bol však v tom, že po poranení tráviace enzýmy produkujú všetky pasce a po chytení koristi len tá pasca, ktorá bola v love úspešná. Toto je zaujímavé zistenie, pretože pre rastlinu nemá žiadny význam produkovať tráviace enzýmy, ak nie je v pasci prítomná korisť. Ide len o pozostatok evolúcie a potvrdenie teórie o vývine mäsožravosti z obranných reakcií rastlín. Dokonca aj tráviace enzýmy rosičky, ktoré sme identifikovali, sa nápadne podobajú enzýmom produkovaným pri napadnutí  patogénom,“ dodáva doktorand UK. Evolúcia teda stavia na už existujúcich mechanizmoch, ktoré sa časom vedia prispôsobiť a vykonávať novú funkciu.

Informácie o výskume: http://onlinelibrary.wiley.com/wol1/doi/10.1111/nph.14352/abstract

Zdroj: https://fns.uniba.sk/detail-aktuality/back_to_page/prirodovedecka-fakulta/article/mlady-vedec-z-univerzity-komenskeho-predstavil-vyskum-o-rozpoznavani-koristi-maesozravej-rastl/