Tajemství alpské květeny odhaleno

Rozsáhlý výzkum 42 tisíc vzorků alpských rostlin ukázal, že druhy se zmnoženým obsahem své DNA (tzv. polyploidi) nerostou častěji ve vyšších nadmořských výškách.  O jejich dnešním výskytu rozhoduje spíše historické šíření po ústupu ledovců než současné extrémní podmínky hor.

Polyploidie neboli znásobení celého obsahu DNA představuje v rostlinné říši jeden z hlavních motorů vzniku nových druhů. Představit si ji lze jako situaci, kdy buňka získá namísto obvyklých dvou sad "návodů k životu" (genomu) tři, čtyři nebo i více kompletních kopií. Polyploidní rostliny nerostou jen v horách, ale dominují i mezi klíčovými plodinami (brambory, pšenice nebo banány) a invazními druhy. Vědci dlouho předpokládali, že tyto geneticky obohacené rostliny jsou odolnější vůči extrémním podmínkám a že je mráz či drsné prostředí horských vrcholů zvýhodňuje. Globální srovnání totiž ukazují, že směrem k chladnějším pólům planety polyploidních druhů přibývá.

Tento předpoklad však nyní vyvrátil mezinárodní výzkum spoluvedený botaniky z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy (PřF UK) Filipem Kolářem a Tomášem Urfusem. Tým vedený výzkumníky z Univerzity v Innsbrucku prozkoumal bezprecedentní soubor 42 229 vzorků reprezentujících 1 103 druhů kvetoucích rostlin na 101 horách napříč Východními Alpami.

„Ukázalo se, že znásobení genomu nepřináší rostlinám žádnou univerzální superschopnost pro přežití v nejvyšších polohách hor. Výsledky jasně ukazují, že současné rozšíření rostlin v Alpách je otiskem dramatické historie ledových dob spíše než přímým důsledkem dnešního klimatu,“ vysvětluje dr. Filip Kolář z Katedry botaniky Přírodovědecké fakulty UK, který výzkum spoluvedl.

Místo očekávaného nárůstu vědci zjistili, že podíl polyploidních rostlin s nadmořskou výškou naopak klesá. Klíčovým faktorem pro jejich výskyt je naopak vzdálenost od takzvaných ledovcových refugií - území, kde rostliny přečkaly poslední dobu ledovou. Rostliny se zmnoženým obsahem DNA jsou častější v oblastech, které byly v minulosti zcela zaledněné a které musely druhy po roztání ledu znovu kolonizovat. Tento efekt byl nejvýraznější u druhů s omezenou schopností šíření semen.

Tento objev mění dosavadní chápání toho, jak se horská květena utváří a jak reaguje na klimatické změny. Ukazuje se, že schopnost osídlit nová území po ústupu ledovců byla pro polyploidní rostliny důležitější než samotná tolerance k horskému chladu. Výzkum publikovaný v prestižním časopise Nature Communications tak propojuje evoluční botaniku s historií naší planety a varuje před zjednodušujícím přenášením globálních klimatických modelů na konkrétní horská pohoří.