Rostliny dokážou riskovat. Překvapivě stejně jako živočichové

- Nedd autor: Jan Toman

Představte si, že vlastníte dvě pole, ale obdělat zvládnete jen jedno. Pustíte se radši do práce na pozemku, který poskytuje spolehlivý, ale nikterak oslnivý výnos, nebo zariskujete a obděláte pole známé velkými výkyvy ve své produktivitě?

Rostliny nejsou o nic "hloupější" než zvířata

Rostliny nejsou o nic "hloupější" než zvířata,zdroj: ThinkStock

Teoreticky by se měla vaše ochota k riskování odvíjet od produktivity obou pozemků. Jinými slovy, pokud člověka bez problémů uživí pozemek se spolehlivým výnosem, riskování se spíše vyhne. Naopak v situaci, kdy "stabilní" pozemek na obživu nestačí, může člověku risk s obděláním nespolehlivého pole zachránit život.

Možná se to nezdá, ale podobnými úvahami se lidé řídí dennodenně, od hraní her až po spekulace na burze – jen nám už většinou nejde o holý život, ale spokojenost a bohatství. Podobně se rozhodují dokonce i zvířata, jak bylo prokázáno mimo jiné u primátů, ptáků a společenského hmyzu.

Mohly by ale podobně "uvažovat" i rostliny, které postrádají centralizovaný mozek? To se rozhodla ověřit trojice biologů, která o svých experimentech nedávno poreferovala v časopise Current Biology.

Jak ověřit, zda se rostliny rozhodují?

Naši zelení souputníci rozhodně nejsou ke svému okolí lhostejní. Byliny, keře i stromy nechávají růst větve a listy s cílem polapit co nejvíce slunečního záření. Jejich kořeny se zase natahují po vláze a živinách. Nějakým decentralizovaným způsobem tak dokáží posoudit vhodnost jednotlivých ostrůvků prostředí a určit, kam se dál rozrůstat.

Není ale představa, že by rostliny dokázaly vážit různá pro a proti nestabilních prostředí a vlastně tak vytvářely různé strategie s ohledem na poměr risku a zisku trochu přitažená za vlasy?

Na pomoc se zodpovězením této otázky si výzkumníci vzali rostliny hrachu setého. Nejprve prozkoumali růst rostlinek za stabilního přísunu živin. Každému semenáčku po dvanáct týdnů dodávali trochu odlišné množství hnojiva a následně srovnali váhu a množství semen vyprodukovaných jednotlivými rostlinami. Více hnojené rostlinky vyprodukovaly větší množství hrášků, které byly navíc v průměru větší. Na to by ovšem přišel každý zahradník i bez experimentu.

Důležité bylo v této fázi výzkumu určení klíčových koncentrací hnojiva, které mají na produktivitu rostlin největší vliv. Výnos hrachu se totiž nezvyšuje se stoupacím množstvím živin zcela plynule, ale mezi 170 a 230 mg hnojiva vykazuje výrazný skok.

Pokud by se podařilo jasně popsat vztah mezi koncentrací hnojiva a produktivitou, tak by měli výzkumníci rázem jasněji také ohledně rostlinného riskování. Podle příslušné teorie by totiž měly organismy více riskovat v situaci, kdy se s každou další trochou hnojiva zvyšuje jejich zdatnost (a tedy i produktivita) víc.

Pokud se naopak zvyšuje zdatnost s přibývajícími zdroji stále pomaleji, riskování by se měly spíše vyhnout. V případě hrachu bylo tento vztah těžké odhadnout, ale zdá se, že alespoň pro množství semen platila spíše první zmíněná možnost.

S hmotností hrášků to ale bylo složitější, protože ta se za nízkých a vysokých koncentrací tolik nemění a zvyšuje se spíše skokově kdesi ve středních hodnotách. Nejhnojenější rostliny navíc teoreticky mohou produkovat semena i dlouhý čas po uplynutí měřených dvanácti týdnů. I tak ale první pokus poskytl cenné údaje pro hlavní fázi projektu.

V hlavním experimentu výzkumníci opatrně rozdělili kořeny rostlin z další sady hrachových semenáčků na polovinu. Každou rostlinku následně zasadili do dvou květináčů – jednu část jejích kořínků vložili do květináče se stabilním přísunem živin a druhou do zeminy, kde množství hnojiva různou měrou kolísalo. Po nějaké době stačilo změřit objem kořenů v jednotlivých květináčích a zjistit tak, co na sebe rostliny ohledně své ochoty riskovat prozradily.

Chytré rostliny

Pokud dosahovalo kolísání jen malých hodnot, potom záleželo hlavně na koncentraci hnojiva – semenáčky nechaly rozrůst kořeny v květináčích s větším množstvím živin. Ve zbývajících případech, kdy kolísání živin v jednom z květináčů dosáhlo vyšších hodnot, rostliny prokázaly, že nejsou o nic "hloupější" než zvířata.

Stejně jako živočichové včetně člověka totiž "riskovaly", tj. nechaly narůst většinu svých kořenů v květináči s fluktuujícím množstvím hnojiva, jen v situaci, kdy bylo množství živin v květináči se stabilním přísunem malé nebo střední, sotva dostačující pro růst.

To platilo dokonce i v případě, kdy byly výkyvy v koncentraci hnojiva relativně velké. Riskování se rostliny naopak vyhýbaly, když se jim ve stabilním květináči dostávalo velkého množství živin – v takovém případě zde jejich kořeny převažovaly a do druhého květináče narostly jen málo.

Pomocí elegantně jednoduchého experimentu se tak badatelům podařilo dokázat, že i rostliny, tedy organismy bez centrální nervové soustavy, dokáží vážit riskantní stránky svého jednání.

Zatím není úplně jasné, jak to dělají. Celý fenomén ale nejspíš souvisí s metabolismem živin v jednotlivých rostlinných orgánech. Rostliny navíc tímto svým jednáním vyvolávají pochyby o některých základních biologických termínech. Lze různý růst kořenů například označit za chování? Na všechny tyto otázky odpoví až další výzkum.

Zdroj: Dener E, Kacelnik A & Shemesh H (2016): Pea Plants Show Risk Sensitivity. Current Biology, online.

Tagy: zvířata a příroda věda a poznání

Zdroje: Vlastní