Consuelo De Moraes je docentkou entomologie na Pensylvánské státní universitě. Již delší dobu sleduje jak rostliny reagují na svoje prostředí a jak mezi sebou rostliny komunikují, když je napadnou hmyzí škůdci. Je to vlastně již nějakou dobu známá věc, že když je rostlina napadena, vysílá obranné signály a mění svou toxicitu. Není to tak dávno, co botanikové objevili terpenoidní látky, které rostliny vylučují v okamžiku, když je začne okusovat hladový návštěvník. Rostlina tím také upozorňuje masožravé dravce, kteří většinou mají výborný čich. Říká jim, že se v blízkosti objevil býložravec, na kterém by si mohli pochutnat. Ukázalo se, že rostliny se v takové signalizaci vzájemně podporují. Nejen, že rostliny přímo napadené začnou vydávat lákavé pachy pro masožravce, ale ony tak začnou činit i jejich družky v okolí, ke kterým se etylénový signál vylučovaných terpenoidů dostal. Přiláká to více predátorů a to znamená lepší ochranu.
Řada takto rostlinami vylučovaných látek je navíc pro býložravce jedovatá a nebo mají odpornou chuť. Jedním z průkopníků objevování chemické komunikace rostlin Wouter van Hoven, například zjistil, že zvýšenou produkci taninu (tříslovin) dokážou i stromy. Konkrétně akácie a že jejich odveta je tak účinná, že usmrtí i větší zvířata.
Někteří badatelé přirovnávají tento obranný mechanismus rostlin, za obdobu našeho imunitního systému. V popisu jeho práce je také vytváření protilátek když jsme napadeni.
Pro případy chemické války rostlin se svými trýzniteli nemusíme chodit daleko, takový jetel plazivý (Triforium repens), se také dokáže pěkně naštvat a svými kyanogenními glykosidy být pro zvířata pěkně nebezpečný.
Vědkyně De Moraes, která dosud studovala vliv hmyzích parazitů se od svého hlavního záměru (hmyzích škůdců), poněkud odklonila a začala pokusy s kokoticí. Přesněji s jedním ze zhruba 53 známých druhů kokotice. Jde o rostlinu, která nemá český název, jen latinský: Cuscuta pentagona. Kokotice pentagona je polním plevelem, který pustoší rozličné plodiny. Dokáže zničit úrodu rajčat, mrkve, cibule, citrusovníků, brusinek, vojtěšky,...
Kokotice rostou po celém světě, jde o úporný plevel, kterého je těžké se zbavit. Pesticidy na jejich likvidaci moc nezabírají, protože dávka, která jí ničí, je většinou likvidační i pro kulturní plodinu, kterou se snažíme zachránit. V Kalifornii odhadují, že ročně napadá 20% ploch s rajčaty a že jenom na těchto plantážích sníží výnos o 25%. V přepočtu to pro pěstitele rajských jablíček znamená ztrátu 4 milionů dolarů ročně.
Doba, po kterou je kokotice schopna žít bez hostitele je odvozena od množství živin, které má v semenu. Tyto rostliny nemají kořeny a mají jen málo listů, pokud nějaké mají. Ze semene mohou dorůst jen asi deset centimetrů a pokud během tohoto pátrání nenajdou svého hostitele, uhynou. Tým doktorky De Moraes proto zahájil celou řadu pokusů s cílem přijít na to, jak vyrážející lodyhy nacházejí svého hostitele.
Šlo o velmi prostou věc. Dali semeno kokotice do středu vlhkého filtračního papíru položeného v petriho misce. Pak dali rostlinku rajčete blízko okraje misky. Ukázalo se, že klíčící kokotice byla schopna lokalizovat svého souseda a vydat se správným směrem. V minulosti se soudilo, že tyto rostliny dělají kruhové pohyby náhodně. Myslelo se, že nalezení hostitele je věcí náhody. Že nalezení hostitele je dáno pravděpodobností kontaktu při vykonávaných kruhových pátracích pohybech rostoucí lodyhy.
Po čtyřech dnech se ukázalo, že výhonek má jasno v tom, kterým směrem se na lov vydá. 80% ze všech rostlin v pokusu zamířilo správně. Bylo jasné, že se kokotice se nějak musí orientovat. Ale jak?
Vědci z Pen State nabídli kokotici nádobku s vlhkou hlínou a atrapu rostliny rajčete. Pak jí lákali na kapiláry se zelenou a nebo červenou tekutinou, kterou nechali procházet světlo. Nic z toho kokotici nezaujalo. Další pokus byl připraven tak, že kokotice byla od rajčete oddělena zástěnou, takříkajíc nemohla na svého rajčatového souseda „vidět“. Tento pokus vnesl do situace jasno. Kokotice se řídila „čichem“. Parazit už ve svém ranném stupni vývoje dokáže analyzovat a vyhodnocovat těkavé látky, které rajče do svého okolí vylučuje.
Zřejmě je schopen správně vyhodnotit i gradient těchto šířících se látek, protože jinak by určit směr šlo dost těžko. Rostlina se vydávala i za otevřenou lahvičkou, ve které byl pouhý extrakt ze stonků rajčat. Pátrající vrchol lodyhy se zorientoval vždy tím směrem, kam vědci lahvičku umístili.
Klíčem ke správné orientaci růstu v prostoru jsou tedy těkavé látky. To ještě neznamená, že kokotice a jiné rostliny nejsou schopny vnímat i jiné podněty, jako jsou například světlo a stín. Pro nalezení hostitele kokotic jsou ale těkavé látky rozhodující.
Když vědci zjistili, že kokotici vábí rajče, pokusili se zjistit, zda jí upoutají i jiné rostliny. Ukázalo se, že celá řada rostlin vydechuje pro kokotici neodolatelné feromony. Dokonce i obilí, i když na něm není schopna přežít. Když ale měla kokotice možnost si vybrat mezi vůní rajčete a pšenicí, rajče dostalo přednost. To znamená, že parazit svým způsobem „myslí“ a rozhoduje se, která z nabídnutých šancí je pro něj výhodnější.
Logicky se vědci také hned pustili do zjišťování látek, které jsou za pozorovanou atraktivnost odpovědné. Zatím testovali sedm těkavých látek, z nich tři dokázaly parazita okouzlit a ovlivnit směr jeho pohybu. Jednu z těchto látek vylučuje také pšenice, což vysvětluje výsledek zmíněného pokusu, při kterém se ukázalo, že i obilí kokotici přitahuje, i když na něm zahyne.
Tento objev by mohl znamenat mnohé. Možná jsme na prahu nového způsobu boje proti plevelným parazitům. Třeba místo používání toxických pesticidů bude stačit parazitům mást jejich orientaci různými vůněmi. Pokud půjdeme v těchto úvahách dále, tak stejně jako existují pro rostliny lákavé feromony, měly by existovat i ty, které jsou jim nepříjemné a budou je odpuzovat. Brzo se zřejmě dočkáme nových způsobů ochrany polí i sadů, přičemž se k tlumení plevelů budou využívat látky, které parazitům voní a nebo je nesnášejí. Výhodou takové ochrany by bylo, že se jedná o sloučeniny, které se v přírodě běžně vyskytují. Navíc jde o látky, které jsou účinné i v nepatrných koncentracích, takže jejich potřeba by nemusela být velká a ani drahá. Teď už jde jen o to najít s rostlinami společnou řeč a lépe si s nimi porozumět.
Pramen: Penn State
Diskuze:
