Opylovači moří. Drobní korýši mohou přenášet pohlavní buňky ruduch už stamiliony let.

Autor: Jan Toman

Podobně jako zástupci hmyzu, kteří opylují kvetoucí rostliny, také někteří mořští korýši přenáší pohlavní buňky červených řas ze samců na samice. Úzké soužití členovců s rostlinami tak může sahat až 550 milionů let do minulosti.

Květy, včeličky a jejich roli při opylování zná každý. Podle nových objevů ale podobné vztahy jako hmyz s kvetoucími rostlinami navazují rovněž korýši, konkrétně stejnonožci, a červené řasy známé jako ruduchy. Třebaže stejnonožci při přenosu samčích pohlavních buněk patrně nejsou naprosto nepostradatelní, výrazně zvyšují šanci, že dojde k oplození. Ruduchy jim za pomoc při rozmnožování poskytují úkryt a zdroj potravy – jednobuněčné řasy, které na povrch červených řas přisedají. Otázkou zůstává jen to, jak daleko do minulosti opylovací vztahy mezi živočichy a rostlinami sahají. Nelze vyloučit že až do doby, kdy se pohybliví mnohobuněční živočichové vyvinuli.

Není žádným tajemstvím, že kvetoucí, či také krytosemenné, rostliny vděčí za svůj epochální úspěch okřídlenému hmyzu. Bez úzké spolupráce (tj. symbiózy) s těmito létajícími členovci by nikdy nepřežilo takové množství natolik odlišných druhů kvetoucích rostlin. Důvodem jsou obtíže při přenosu pohlavních buněk z jednoho jedince na druhého. Na rozdíl od živočichů či většiny jednobuněčných příbuzných jsou totiž rostliny nepohyblivé, a tudíž se nemohou sebrat a aktivně potenciální partnery začít vyhledávat.

Starší příbuzní kvetoucích rostlin – nahosemenné rostliny, kapraďorosty, mechorosty a další – jsou vesměs odkázáni na rozmary prostředí. Opylování u nich zajišťuje vítr nebo vodní proudění. Z tohoto důvodu musí volit do značné míry omezující rozmnožovací strategie. Kupříkladu produkují ohromná kvanta pylu; leckdy tak velká, že žlutým povlakem pokryjí louže, okna i kapoty aut. I tak ale musí udržovat poměrně velké populační četnosti a hustoty, aby na každou samičí buňku s realistickou pravděpodobností nějaké to pylové zrno mohlo dopadnout.

Krytosemenné rostliny oproti tomu vsadily na úplně jinou strategii. Pylová zrna u nich nejčastěji přenášejí z květu na květ pohybliví živočichové, které rostliny „uplácejí“ jak samotným pylem, tak sladkým nektarem. Navíc se jimi květiny naučily účelně manipulovat. Různé barvy, vůně i tvary květů jsou různě lákavé pro různé opylovače, což výrazně zvyšuje šanci, že se budou přednostně zastavovat na květech rostlin stejného druhu a selektivně tak napomáhat jejich oplození. Vzhledem k tomu, že taková včela bez problémů uletí i několik kilometrů, přežijí krytosemenné rostliny v daleko řidších populacích než jejich nekvetoucí příbuzné.

Reálně je samozřejmě situace o něco komplikovanější. Jedinci různých rostlinných druhů mohou nést květy jednoho či obou pohlaví. Docela běžně se dokonce mohou samčí i samičí pohlavní buňky nacházet ve stejných květech. Zdaleka ne vždy ale může jedinec oplodnit sám sebe. I mezi krytosemennými rostlinami také nalezneme větrosprašné druhy, o těch, které se rozmnožují úplně nepohlavně, nemluvě. To vše ale nic nemění na faktu, že symbióza s hmyzem představovala klíčový okamžik evoluce krytosemenných rostlin, který nastartoval začátkem křídy před asi 140 miliony let explozivní rozvoj jejich tvarové, funkční i druhové bohatosti.

Stále další studie nicméně ukazují, že opylování s pomocí živočichů může mít daleko zajímavější historii. Celá řada dnešních kvetoucích rostlin například jako opylovače využívá drobné ptáky nebo savce. „Mořská tráva“ Thalassia testudinum využívá k přenosu pohlavních buněk drobné mořské bezobratlé a s podobnou situací se setkáme i u některých mechů. Podle paleontologických nálezů navíc mohly opylovače využívat i některé nahosemenné rostliny v juře či dokonce triasu před více než 200 miliony let. Rovněž se ukazuje, že symbióza mezi rostlinami a živočichy nevedla jen k rozvoji opylovaných, ale také opylovačů. Obrovské množství druhů kvetoucích rostlin zapříčinilo i obrovské množství druhů na ně specializovaných živočichů, v první řadě specializovaných hmyzáků. Opravdu přelomový objev ale přišel teprve nedávno – vztah opylovače a opylovaného mezi sebou totiž navázaly i korýši a ruduchy.

Jak přitom referují objevitelé této symbiózy ve vědeckém časopisu Science, nejedná se o žádnou volnou analogii vztahů mezi hmyzem a kvetoucími rostlinami. Korýši, konkrétně stejnonožci, druhu Idotea balthica totiž červené řasy druhu Gracilaria gracilis opylují velmi intenzivně.

Stejnonožci druhu Idotea balthica navazující symbiózu s ruduchami druhu Gracilaria gracilis. Zelené tečky jsou zvýrazněnými samčími pohlavními buňkami červených řas přichycenými na těle korýšů. Podle Lavaut a kol. 2022.

V prvním experimentu vědci umístili do akvárií samčí a samičí rostlinky ruduch. V jednom případě přidali stejnonožce, v druhém nikoli. Když následně sledovali, kolik samičích buněk došlo oplození v prvním a druhém případě, rozdíl byl propastný. Zatímco v akváriích s korýši nalezli oplozené buňky, jež se vyvinuly v pozorovatelné struktury zvané cystokarpy, s hustotou takřka jedné na centimetr ruduchové stélky, bez korýšů prakticky absentovaly. Rozdíl byl zhruba dvacetinásobný.

Přenos samčích pohlavních buněk pomocí korýšů potvrdil i další experiment, ve kterém vědci přidali do akvária se samičími rostlinkami stejnonožce vypěstované v akváriu se samčími ruduchami. Zcela tak vyloučili možný přenos pohlavních buněk bez přispění korýšů. I v takovém případě ale počet oplozených samičích buněk dalece převyšoval situaci z akvária bez stejnonožců. Badatelé přitom vyloučili, že by mohli samčí pohlavní buňky přenášet na svých nástrojích. Podle mikroskopických snímků navíc byli stejnonožci samčími pohlavními buňkami ruduch doslova obalení.

Stejně jako v symbióze mezi rostlinami a hmyzem, ani zde opylovači nepřichází zkrátka. Zdá se, že ruduchy stejnonožcům poskytují komfortní útočiště v nebezpečných oblastech přílivové zóny. Z jejich povrchu navíc korýši spásají přisedávající jednobuněčné řasy rozsivky, které představují podstatnou část jejich jídelníčku. Tím ovšem pomáhají i ruduchám – rozsivky totiž červené řasy stíní před slunečními paprsky a omezují tak jejich fotosyntetické schopnosti. Vzhledem k tomu, že Gracilaria gracilis obývá přílivové pásmo, je docela pravděpodobné, že by občas mohly oplodnění zajistit i bouřlivé vodní proudy. Zejména při odlivu, v klidných přílivových jezírkách, ale patrně hrají daleko důležitější roli opylovači.

Co to všechno znamená? Opylování s pomocí živočichů může v evoluční linii rostlin představovat velmi starý vynález. Buď jej rostliny objevují opakovaně, nebo se tato strategie jako tenká nit táhne jejich evoluční linií od počátku – respektive od doby před zhruba 550 miliony let, kdy se vyvinuli velcí pohyblivé živočichové. Jisté přitom je, že na symbiotické vztahy při svém rozmnožování spoléhají ještě víc, než jsme donedávna tušili.

Zdroj: E Lavaut, ML Guillemin, S Colin, A Faure, J Coudret, C Destombe & M Valero (2022): Pollinators of the sea: A discovery of animal-mediated fertilization in seaweed. Science, 377.

Facebook Comments