Jak se rostliny dostaly k masožravosti?
Rostliny, které pojídají živočichy. Masožravé rostliny nás nepřestávají fascinovat, a také i trochu děsit, alespoň v koutku duše. Kdo by neznal obří masožravku Adélu ze slavného filmu Oldřicha Lipského. V reálném světě masožravé rostliny lapají hmyz a někdy i větší živočichy do různých pastí a využívají jejich tělní látky jako zdroj živin – dusíku, fosforu i dalších látek. Jak ale takové rostliny přišly ke své masožravosti?
Výzkumem masožravosti rostlin se zabývají odborníci Botanického ústavu AV ČR v Třeboni, tentokrát se ale podíváme na práci jejich japonských kolegů. Ve snaze více objasnit okolnosti vzniku masožravosti prozkoumal japonský biolog Kenji Fukushima z Coloradské univerzity a jeho kolegové genom podivuhodné masožravé rostliny láčkovice australské (Cephalotus follicularis). Badatelé si na počátku výzkumu všimli, že na různých kontinentech rostou navzájem nepříbuzné masožravé rostliny, které lapají živočichy velice podobným způsobem – pomocí láček. To jsou specializované útvary vzniklé z listů, které fungují jako pasivní pasti. Nalákají kořist, polapí ji a nakonec ji stráví.
Pomocí láček loví živočichy převážně jihoasijské láčkovky (Nepenthes), severoamerické špirlice (Sarracenia) a již zmíněné láčkovice, které rostou pouze v jihozápadním cípu Austrálie. U každé z těchto skupin rostlin se masožravost vyvinula nezávisle, ale přesto k trávení svých úlovků používají překvapivě podobné biologické mechanismy.
Výzkum genomu láčkovice a jeho srovnání s genomem láčkovek a špirlic prozradili, že během evoluce tyto masožravé rostliny nezávisle na sobě „vymyslely“ stejné řešení klíčových problémů. Ve všech třech případech se u těchto rostlin z proteinů, které původně sloužily k obraně proti stresu a patogenům, vyvinuly trávicí proteiny. Platí to jak pro chitinázu, čili enzym, jehož pomocí masožravky ve svých láčkách rozkládají hlavní složku vnější kostry hmyzu chitin, tak i pro alkalické fosfatázy, tedy enzymy, které rostlinám umožňují z těl svých obětí získat kriticky významný prvek fosfor.
Výsledky studie, kterou badatelé publikovali ve zbrusu novém odborném online časopisu Nature Ecology & Evolution, naznačují, že rostliny mají v evoluci jen velmi omezený počet možností, jak se stát masožravými. Není tedy divu, že na to jdou často velmi podobným způsobem.
Láčkovice australská v přirozeném prostředí. Kredit: Holger Hennern / Wikimedia Commons.