Nejlepší horolezci mezi rostlinami

Rostlinám se s lidmi v dobývání osmitisícovek špatně soupeří. Lidé si založí postupové tábory a z toho nejvyššího, se zásobou kyslíku a tatrankou, pořádně oblečení, brzy ráno vyrazí a na večeři jsou zpět. Rostlina stráví v každém vrcholovém táboře celý život a pošle výš jen své potomky ve formě semen. Samozřejmě jí tatranka nestačí a je odkázána na místní zdroje, které si musí ze vzduchu a půdy získat. To vysvětluje, proč rostliny žádný osmitisícový vrchol dosud nezdolaly a jejich rekordem jsou výšky kolem 6000 m; potřebují totiž k životu jednou za rok alespoň měsíc bez mrazů a trochu půdy, kam by zapustily kořeny.

Jsou ale rekordmani mezi rostlinami opravdu vystaveni teplotám, které naměříme teplotními čidly a které v těch místech zažívá člověk? Kolegové z třeboňského pracoviště Botanického ústavu Pierre Liancourt a Jiří Doležal s týmem specialistů tyto rekordmany mezi rostlinami zkoumali v Západním Himálaji na výškovém gradientu od  3 400 do 6 150 metrů nad mořem. Testovali hypotézu, že rostliny mají možnosti, jak se alespoň částečně největším extrémům nehostinných míst ve vysoké nadmořské výšce vyhnout. Podle pozorování generací rostlinných ekologů se totiž ví, že rostliny v těchto místech rostou často na jižní straně balvanu, že tvoří malý k zemi přitisklý bochánek z propletených větviček s malými lístky nebo že se tulí k sobě navzájem a tím si vytváří příznivé mikroklima.

K rozluštění této záhady pomohl fakt, že kyslík existuje ve dvou stálých izotopech. Jeden má 16 a jeden 18 neutronů. Kyslík se 16 neutrony naprosto převažuje a je lehčí než méně hojný kyslík s 18 neutrony. Přestože rozdíl v hmotnosti obou atomů je malý, voda v oceánu má vyšší poměr těžkého kyslíku než pára z tohoto oceánu vypařená. Stejně tak, z listu rostliny se vypařuje napřed ta voda, která má zabudovaný lehčí izotop kyslíku, a v listu se akumuluje ta s těžším izotopem. Zabudování obou izotopů kyslíku z vody do organických sloučenin (například celulózy) uvnitř rostliny závisí tedy na teplotě listu. Stačí jen zanalyzovat poměr lehkého a těžkého kyslíku v celulóze rostliny a zjistíme, při jaké teplotě byla celulóza vytvořena.

Nebudu vás dále napínat. Rostliny na své nejvyšší hranici výskytu v Himálajích, ve skutečnosti rostou při vyšší teplotě (průměrně o 6 stupňů!), než odpovídá měřením mikroklimatu. Způsob, kterým toho dosahují, je jejich malá výška, ale podílet se mohou i další mechanizmy, které jsem zmiňovala výše. Nejlepší horolezci mezi rostlinami si tedy dovedou nalézt způsob, jak v extrémním prostředí vysokohoří obstát.

Liancourt P., Song X., Macek M., Šantrůček J., Doležal J. 2020. Plant’s-eye view of temperature governs elevational distributions. Global Change Biology. DOI: 10.1111/gcb.15129

Kontaktní osoba: Jiří Doležal (jiri.dolezal@ibot.cas.cz)

Pro blog Botanického ústavu napsala Jitka Klimešová.