Vrby z hor se chrání před sluncem, vrby z nížin zase bojují s hmyzem

Během evoluce se rostliny naučily vytvářet ohromující množství nejrůznějších chemických látek, tzv. metabolitů. Používají je k přizpůsobení se nepříznivým podmínkám prostředí či k ochraně před býložravci a patogeny. Zatímco dosud věda zná více než dvě stě tisíc takových látek, současný technologický pokrok jich umožní objevit násobně více. Kde se ale vzala tak obrovská chemická rozmanitost? Proč rostliny produkují tolik rozličných metabolitů? Tyto otázky rozkrývá tým Martina Volfa z Biologického centra Akademie věd ČR. V aktuální publikaci v odborném časopise Ecology Letters se jeho tým zaměřil na to, jaké vlivy podporují evoluci této fascinující chemické různorodosti rostlin.

Čeští biologové, s nimiž na výzkumu spolupracovali vědci z Dánska, Německa, Finska, Velké Británie, USA a Panamy, studovali druhy vrb rostoucí v různých nadmořských výškách, a to v nížinách v České republice a v horských oblastech rakouských Alp. Jejich výsledky ukazují, že rostliny v různých nadmořských výškách volí různé chemické strategie, aby se co nejlépe vyrovnaly s typem stresu, kterému čelí.

„Ve vysokých nadmořských výškách jsou si všechny druhy vrb chemicky podobné a produkují strukturně příbuzné látky, které jim pomáhají odolávat škodlivým podmínkám v prostředí, jako je například vysoké UV záření. Je to podobné, jako my chráníme svou kůži před sluncem pomocí opalovacích krémů,“ vysvětluje Martin Volf. Naproti tomu druhy vrb v nížinách jsou chemicky mnohem pestřejší. Musí totiž bojovat proti svým přirozeným nepřátelům, zejména býložravému hmyzu. „Mnoho hmyzích býložravců, kteří se vyskytují v nízkých nadmořských výškách, se přizpůsobilo obranným mechanismům vrb a dává přednost potravě na stromech, které jsou si chemicky podobné. Proto je pro vrby výhodné mít různé chemické složení,“ říká Martin Volf. Chemická variabilita tak pravděpodobně pomáhá nížinným vrbám vyhnout se sdílení jejich přirozených nepřátel. Celkově tyto trendy přispívají k různým aspektům chemické rozmanitosti a společně dávají vzniknout překvapivému bohatství metabolitů, které pozorujeme v rostlinné říši.

Ke zkoumání chemických látek v rostlinách použili badatelé metabolomické nástroje, pomocí nichž lze analyzovat tisíce metabolitů současně. Díky nejmodernějším výpočetním přístupům, které by ještě před několika lety nebyly možné, pak bylo možné sledovat a vyhodnotit obrovské množství dat o těchto chemických látkách.

Kontakt:

RNDr. Martin Volf, Ph.D.
vedoucí laboratoře evoluční ekologie
Entomologický ústav Biologického centra AV ČR
volf@entu.cas.cz

Mgr. Daniela Procházková
PR manažerka
Biologické centrum AV ČR
e-mail: daniela.prochazkova@bc.cas.cz

Přečtěte si také

• Přijímačky: Kdy se vyplatí taktizovat a kdy ne?
• „Bílý“ buk z Moravského krasu: jak může strom žít 30 let bez fotosyntézy
• Výzkum z ÚOCHB odhaluje dosud nepoznaný způsob přepisu genetické informace
• Oteplování oslabuje přirozené nepřátele hmyzu, ukazuje nový výzkum
• Vědci odhalili novou příčinu degenerace sítnice: malá RNA, velký problém
• Studující medicíny zažívají více stresu, nevhodného chování i chaos ve výuce
• Struktura a hodnota majetku českých domácností: mezinárodní srovnání
• Říčany a Pacov: Nové webové aplikace přibližují osudy Židů v době protektorátu
• Naděje pro pacienty se vzácnou anémií: Čeští vědci vytvořili „přesný“ myší model
• Pravěký kůň z Moravského krasu přepisuje mapu evropského jeskynního umění