Těžký život rostlin

Jednou z možných reakcí, které si rostlina vyvine, je vegetativní regenerace. Existují dokonce i druhy, které dokáží přežít zničení celé své nadzemní části. Tým vědců, mezi které patří i Jitka Klimešová z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy, se zaměřil právě na tuto skupinu rostlin. Zkoumali vliv odstranění nadzemních částí rostlin na jejich růst, kořenové dýchání a efektivitu fotosyntézy.

Nejodolnější jsou takové rostliny, které se po narušení dokážou odnožit z kořenů nebo adventivních pupenů (neboli náhradních pupenů). Tato schopnost se mezi druhy velmi liší a závisí na mnoha faktorech, jako je životní cyklus, věk rostliny či velikost rezerv. Z mnoha předchozích studií vyplývá, že rostliny vegetativně regenerující z kořenů jsou evolučně zvýhodněny oproti těm, které klíčí ze semen, protože klíčení často vyžaduje velmi specifické podmínky. Takové rostliny nejdřív potřebují vytvořit kořenové pupeny a poté využijí své zásoby z neporušených podzemních částí na růst nových listů. Díky nim jsou schopny tvořit nové rezervy, které jim umožní tvorbu semen.

Aby byl ale takto náročný růst možný, potřebují na něj rostliny energii, a tu mají uloženou v pupenech pod zemí, tedy mimo dosah disturbance, v podobě cukrů. Zásoby pupenů, takzvaná banka pupenů, vznikají na podzemních stoncích (například oddencích) během jejich růstu vždy v úžlabí listů, nebo se mohou zakládat na kořenech. Banka pupenů na kořenech má některé výhody oproti bance pupenů na stoncích – kořeny rostou obvykle hlouběji v půdě, takže jsou lépe chráněny, oddenky tvoří rostliny často až druhým rokem svého života, a navíc kořeny mohou tvořit pupeny kdekoliv podél své délky. Přesto banka pupenů na kořenech je mnohem vzácnější než banka pupenů na stoncích a je také méně prozkoumaná.

A jak zjistíme, že rostlina po zranění maximálně využívá své zásoby a minimalizuje škody na své biologické zdatnosti? Podle rychlého růstu listů, zvýšeného kořenového dýchání a efektivity fotosyntézy. Právě takový experiment založil tým vědců pod vedením Jitky Klimešové z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy a Botanického ústavu AVČR. V tomto experimentu bylo sledováno chování rostlin barborky obecné (Barbarea vulgaris) po odstranění jejich nadzemních částí a snahou bylo zjistit, jestli vegetativní regenerace po narušení je pro rostlinu výhodnější, v porovnání s obnovou populace ze semen.

Po šesti týdnech růstu zničili vědci některým pěstovaným rostlinám celou jejich nadzemní část se všemi pupeny a poté monitorovali jejich další růst. Kořenové dýchání se po zranění rychle snížilo, ale již o tři týdny později bylo na stejné úrovni jako u kontrolních jedinců (kterým se ale od třetího týdne růstu snižovalo) a na konci měřeného období bylo dokonce vyšší. Rychlost fotosyntézy se po zranění také okamžitě snížila, ale již během dvou týdnů byla na stejné úrovni jako u kontrolních jedinců. Regenerující rostliny nevyužily pro zvýšení růstu kompenzační fotosyntézu, ale spíše spoléhaly na zvýšení počtu listů.

Během experimentu ale zranění jedinci nedokázali zcela nahradit ztrátu biomasy a byli tak na konci menší než kontrolní jedinci. Na druhou stranu jejich růst kopíroval kontrolní jedince, takže šest týdnů po zranění byli jedinci stejně velcí, jako kontrolní skupina stejnou dobu po zasazení. Z výsledků tedy lze vyvodit, že regenerace z kořenů není u tohoto druhu o mnoho výhodnější než růst ze semen, ale klíčení semen může být omezeno mnoha faktory, například nevhodnou teplotou nebo suchem, zatímco vegetativní regenerace tak omezená není a může začít okamžitě po zranění.