Zdá se, že japonští vědci se zaměřují na řešení zenových hádanek. Strom, který spadne v lese, když ho nikdo neslyší, totiž skutečně vydává zvuk – nebo spíše vůni.
Při podrobném zkoumání skrytých způsobů komunikace mezi rostlinami se vědcům ze Saitamské univerzity podařilo vizuálně zachytit okamžik, kdy stresované a poraněné rostliny vysílají a přijímají „varovné“ signály určené svým sousedům. Během několika sekund po poranění uvolní jemnou mlhu těkavých látek do ovzduší, čímž dají okolním rostlinám signál k aktivaci obranných mechanismů.
Jev známý jako „odposlouchávání rostlin“ (plant eavesdropping) je vědcům znám již od počátku 80. let. Poškozené rostliny – ať už ručně, nebo býložravci, například hmyzem – uvolňují těkavé organické sloučeniny (VOCs), které jiné rostliny v okolí dokážou zaznamenat. U sitky vrby a topolů vystavených těmto látkám byla prokázána zvýšená odolnost proti býložravcům. Podobně reagovalo i dalších zhruba 30 druhů, včetně fazolu šarlatového, tabáku, rajčete, pelyňku či huseníčku rolního (Arabidopsis).
Až donedávna se však tento typ signálu nepodařilo zachytit v reálném čase – natož na video. Tým vedený profesorem Masatsugu Toyotou ze Saitamské univerzity, vedoucím studie, vystavil huseníček (Arabidopsis), rostlinu z čeledi brukvovitých, dvěma druhům těkavých organických sloučenin: (Z)-3-hexenalu a (E)-2-hexenalu. Obě látky jsou šestiuhlíkové aldehydy, známé jako „zelené listové těkaviny“ (green leaf volatiles, GLVs), typické svou pronikavou travnatou vůní.
Ačkoli šlo o laboratorní podmínky, pokus věrně napodoboval přirozené situace. Housenky byly umístěny do nádoby, kde se živily listy odříznutými z rajčat, a výzkumníci následně analyzovali plynný obsah nádoby. Koncentrované těkavé látky pak pomocí vzduchového čerpadla přiváděli k cílovým rostlinám, které byly doslova „ponořeny“ do této směsi.
„Sestavili jsme zařízení, které přenáší VOCs uvolňované rostlinami poškozenými housenkami k nepoškozeným sousedním rostlinám a spojili jsme ho se širokoúhlým fluorescenčním zobrazovacím systémem v reálném čase,“ uvedl Toyota, molekulární biolog a hlavní autor studie, v recenzované publikaci. „Kromě útoků hmyzu vyvolaly [vápníkové signály] v nepoškozených sousedních rostlinách také VOCs z ručně rozdrcených listů.“
Geneticky upravené rostliny huseníčku obsahovaly fluorescenční proteinové senzory v přesně určených buňkách. Díky tomu mohli vědci sledovat, jak se po listech šíří záblesk zelené fluorescence. To je viditelná vlna obranné reakce spuštěné vystavením těkavým sloučeninám.
Fluorescenční senzory zachytily stresovou reakci, kterou vědci znají z předchozích experimentů. Zejména signály iontů vápníku byly už dříve spojovány s vnímáním stresu nejen u rostlin, ale i u lidí. Nyní je však bylo možné sledovat v reálném čase – jako viditelné varování směřované k okolním rostlinám.
Proteinové senzory byly cíleně vloženy do tří typů buněk: svěracích buněk průduchů, mezofylových buněk a epidermálních buněk, což vědcům umožnilo zjistit, které z nich reagují jako první.
- Svěrací buňky jsou na povrchu rostliny ledvinovitého tvaru a tvoří průduchy (stomata) – drobné póry, jimiž si rostlina „vyměňuje vzduch“ s okolím.
- Mezofylové buňky tvoří vnitřní pletivo listu.
- Epidermální buňky jsou jako „kůže“ rostliny, kryjí její povrch.
Pomocí fluorescenčního mikroskopu pozorovali vědci Yuri Aratani a Takuya Uemura varovné signály vycházející už zhruba minutu po vystavení nebezpečnému podnětu právě ze svěracích buněk průduchů. Mezofylové buňky reagovaly až později.
Další testy potvrdily, že „čichem“ rostlin jsou právě průduchy. Pokud byly rostliny předem ošetřeny kyselinou abscisovou (ABA) – rostlinným fytohormonem – průduchy se uzavřely a vápníkový signál se výrazně oslabil.
„Rostliny sice nemají nos, ale průduchy fungují jako brána, kterou mohou zelené listové těkaviny (GLVs) rychle pronikat do mezibuněčných prostorů listové tkáně,“ vysvětlil Toyota.
Když vědci stejným způsobem ošetřili mutanty s narušenou schopností uzavírat průduchy, jejich „nozdry“ zůstaly otevřené a varovné signály se objevily i přes přítomnost fytohormonu.
„Nakonec se nám podařilo rozkrýt složitý příběh o tom, kdy, kde a jak rostliny reagují na vzduchem přenášené varovné zprávy od ohrožených sousedů,“ uvedl Toyota. „Tato neviditelná komunikační síť hraje zásadní roli při ochraně sousedních rostlin před hrozícím nebezpečím – a to přesně ve chvíli, kdy je to potřeba.“
Podělte se s námi o své příběhy na adrese namety@epochtimes.cz a nezapomeňte se přihlásit k odběru newsletteru Inspirace na EpochTimes.cz/newsletter.
–ete–
