'Masochismus' v říši rostlin: Jaký je původ pastí masožravých mucholapek?

- Příroda autor: Jan Toman

Těžko bychom hledali podivuhodnější rostlinu, než je mucholapka podivná. Nejen, že si přilepšuje lovem hmyzu, ale tomuto stylu života je ze všech masožravých rostlin přizpůsobená asi nejlépe. Její nášlapné pasti schopné ve zlomku sekundy přiklapnout nic netušící hmyz přitahují lidskou pozornost dnes, stejně jako kdysi.

Možná trochu strašidelné, ale rozhodně užitečné mucholapky

Možná trochu strašidelné, ale rozhodně užitečné mucholapky,zdroj: ThinkStock

Z místa svého přirozeného výskytu v mokřinách Severní a Jižní Karolíny se tak rozšířila do mnoha skleníků a na mnoho okenních parapetů po celém světě. Mucholapce se věnoval dokonce i Charles Darwin, který prozkoumal její schopnosti a odhalil některá z prvních tajemství.

Vznik jejích pastí a dalších přizpůsobení k lovu a trávení drobných organismů ovšem donedávna zůstával hájemstvím hypotéz a divokých spekulací. Opona tajemství se ale pomalu začíná odsouvat a mucholapka se odhaluje v plné kráse.

Masožravost se u rostlin nezávisle vyvinula nejméně šestkrát, a to vždy jako prostředek k přežití na málo výživných půdách. I tak se ale mezi nimi jedná o poměrně výjimečnou životní strategii, kterou si obvykle spojujeme spíše s živočichy.

Různé způsoby chytání drobných organismů jsou neméně různorodé – zahrnují kluzké kalichy, lepkavé výměšky i výše zmíněné nášlapné pasti. Mucholapka podivná spadá s několika dalšími masožravými liniemi mezi hvozdíkotvaré rostliny. Podle všeho je z nich ale nejodvozenější a dost možná nejvíce přizpůsobená masožravému stylu života.

Nedávné objevy mimo jiné ukázaly, že mucholapka umí počítat. Když se některého z citlivých chloupků na její pasti dotkne hmyz poprvé, rostlina nijak nereaguje. Jen se přepne do pohotovostního módu, ve kterém vydrží asi dvacet sekund. Pokud v tomto časovém intervalu něco podráždí senzor na stejné pasti i podruhé, past nemilosrdně sklapne.

Masožravá rostlina se tak dokáže elegantně vyhnout zbytečnému aktivování pasti při každém poryvu větru nebo dopadu zrnka prachu. Mucholapka navíc počítá i dál. Podle toho, jak moc se uvězněný hmyz v pasti mele a kolika citlivých chloupků se dotkne, na tak velkou kořist se rostlina připraví. Stiskne past ještě silněji a začne připravovat příslušné množství vhodně koncentrovaných trávicích šťáv.

Tým německých biologů se rozhodl prozkoumat mucholapku do ještě větší hloubky. Pomocí molekulárně-biologických technik zmapoval, jaké geny jsou mucholapkou hojně nebo výlučně používané v pastech oproti zbytku těla. Molekulárně-biologické techniky se totiž stejně dobře hodí na čtení celých genomů nebo jejich vyhledávání v prostředí, jako na studium toho, jaké geny se v jakých tkáních hojně přepisují na bílkoviny.

Biologům se tak podařilo zjistit, že fotosyntetizující části pastí se co do přepisovaných genů příliš neliší od standardních listů, konkrétně jejich řapíků. I tento na první pohled nezajímavý výsledek ale má svou váhu, protože jde o jeden z mála důkazů, že se pasti nejspíše vyvinuly z listů.

Daleko zajímavější výsledky ale přinesla analýza drobných žlázek roztroušených na povrchu pastí. Tyto žlázy, které slouží k vylučování trávicích látek, byly z hlediska přepisovaných genů nejpodobnější kořenům. To neznamená, že se z kořenů vyvinuly, ale zcela jistě s nimi mají společnou schopnost intenzivně vytvářet a vypouštět chemické látky a přijímat živiny.

Ještě výrazněji se výjimečnost žláz projevila po vydráždění hmyzem nebo experimentátorem. Ve sklapnutých pastech se naplno rozjely geny spojené s přijímáním a transportem chemických látek, případně signalizací. Mucholapka navíc dokáže odhadnout, co chytila.

Množství a poměry vylučovaných látek sloužících k rozkladu proteinů nebo chitinových schránek hmyzu do určité míry souvisí s tím, co citlivé chloupky vydráždilo. Když biologové dráždili senzory chitinem, rostlina začala vytvářet mnohonásobně zvýšené množství látek určených k jeho rozkladu, past zůstala zavřená déle a trávení bylo důkladnější.

Kromě toho vedlo podráždění pasti ke spuštění genetických drah spojených s reakcí na stres, například okus rostlin býložravci. Stresové reakce kontroluje zejména rostlinný hormon kyselina jasmonová. Buňky jí začaly vytvářet větší množství a změnily se také její regulační účinky. Rovněž byly více přepisovány geny, jejichž produkty kontrolují kvalitu vytvořených bílkovin a množství nebezpečných volných radikálů.

Do třetice byly aktivnější geny zabraňující buněčné smrti, která normálně nastává, když je buňka moc poškozená. Celkový obrázek, který z toho plyne, naznačuje, že polapení a strávení hmyzu není pro rostlinné buňky a orgány nic lehkého a při vytváření reaktivních látek hrozí poškození i jim samotným.

Buněčné jevy doprovázející masožravost se každopádně velmi podobají následkům útoků býložravců nebo patogenů a není překvapivé, že na ně rostlina reaguje podobně. Odpovědi na stres jsou ovšem daleko starší než masožravost, a tak je téměř jisté, že se nejrůznější genetické dráhy spojené s lapáním a trávením hmyzu vyvinuly právě z nich.

Těžko odhadovat, jak se rostliny v různých situacích cítí. To, co rostlinám dříve přinášelo utrpení, však mucholapky spojily s pravděpodobně celkem příjemným příjmem potravy.

Zdroj: Bemm F, Becker D, Larisch C, ... & Mithöfer A. 2016. Venus flytrap carnivorous lifestyle builds on herbivore defense strategies. Genome Research 26(5).

Tagy: rostliny zvířata a příroda věda a poznání masožravky

Zdroje: Vlastní