Vznik rostlinných druhů

Pojem druh má v biologii výsostné postavení, protože je základní jednotkou vývoje života. Jak ale druh vymezit? Tato otázka přidělala vrásky na čele i opravdovým odborníkům. Definic druhu existuje celá řada. Nejčastěji se v nich objevuje myšlenka, že jde o skupinu organismů, které si zachovávají víceméně stejný vzhled a mohou se rozmnožovat mezi sebou, ne však s příslušníky jiných skupin.

Tak to v přírodě skutečně funguje – alespoň u většiny živočichů. Složitější situace je ovšem u rostlin. Hlavní komplikaci představuje fakt, že různé druhy rostlin se často bez problémů kříží. Na rostliny navíc značně působí prostředí, kde rostou. Mohou proto vypadat pokaždé trochu jinak, i když patří k jednomu druhu. To jistě neznamená, že by rostliny druhy netvořily! Jen občas komplikují botanikům jejich rozlišování.

Počátky druhů

Nové druhy organismů nevznikají „z ničeho“, ale vždy z již existujících druhů. Vše začíná vytvořením bariéry, jež některým jedincům úplně nebo částečně brání v tom,, aby se rozmnožovali s ostatními příslušníky druhu. Příkladem bariéry je vyvrásnění pohoří, které oddělí populace na severním úbočí od těch na jižní straně hor. Severní i jižní populace se poté vyvíjejí nezávisle a přizpůsobují se prostředí, v němž žijí. V jejich dědičné informaci se tak postupně hromadí odlišnosti.

Pokud jsou populace odděleny bariérou dostatečně dlouho, mohou se rostliny začít lišit svým vzhledem, a dokonce i ztratit schopnost vzájemného křížení. Potomky jedinců z původně izolovaných severních úbočí pak můžeme označit za příslušníky nového druhu. Kdyby bariéra předčasně zmizela nebo by rostliny našly způsob, jak ji překonat, splynuly by izolované populace se zbytkem původního druhu.

Rostliny na samotce

Předpokládá se, že většina rostlinných druhů na Zemi vznikla díky geografickým bariérám podobným té z našeho příkladu. Snadno si lze představit, že bariérou může být rozdělení kontinentu, vznik pohoří nebo rozlehlého jezera. Výjimečné postavení mají mořské ostrovy. Rostliny, které se s notnou dávkou štěstí dostanou z pevniny na ostrov a uchytí se zde, mají velkou šanci stát se jednou novými druhy. Takové druhy jsou často endemické – nerostou nikde jinde na světě než na svém ostrově či souostroví. Například na Havajských ostrovech je endemických 89 % z tisíce původních druhů kvetoucích rostlin. Ke zrodu druhů tímto způsobem je ovšem zapotřebí spousta času, řádově tisíce generací.

Některé rostliny mají velmi specifické stanovištní nároky. Rostou třeba jen na určitém typu horniny nebo pouze ve vysokých nadmořských výškách. Vhodná stanoviště pak mohou fungovat podobně jako ostrovy, přestože se nacházejí na souši. Pro horskou rostlinu je totiž nížina mnohdy stejně nepřekonatelnou překážkou jako moře.

Křížení není na škodu

Křížení jsme si zatím představili jako proces stírající rozdíly mezi příbuznými populacemi. U rostlin však nezřídka vede k přesnému opaku – ke vzniku nových druhů. Křížením dvou rostlinných druhů vznikají mezidruhoví kříženci (hybridi). Někdy trpí sníženou životaschopností či neplodností. Jindy jsou ale stejně zdatní jako jejich rodiče, nebo dokonce ještě úspěšnější. Pokud se zdatným hybridům náhodou podaří osamostatnit od rodičů (například kolonizováním nového stanoviště), mohou se již po několika desítkách generací stát regulérními druhy.

Hlavní předností mezidruhového křížení je, že hybridní rostliny dokážou rychle získat nové vlastnosti – stačí jim zkombinovat dědičnou informaci otce a matky. Kříženec tak může zdědit některé znaky v nezměněné podobě po jednom z rodičů. Zbylé vlastnosti jsou unikátní a vznikají kombinací rodičovských genů. Například zkřížením druhů s červenými a bílými květy lze získat růžově kvetoucí rostliny.

Sběratelé chromozomů a neviditelné druhy

Zásadní roli v evoluci rostlin hraje proces takzvané polyploidizace. Umožňuje zdánlivě nemožné – vznik nového druhu během jedné či dvou generací, a navíc přímo v populaci původního druhu. Prvním krokem je zdvojnásobení počtu chromozomů v buňce, ke kterému vzácně dochází kvůli chybám během buněčného dělení. Pokud při rozmnožování splynou dvě takto pozměněné pohlavní buňky, dají vzniknout rostlině se zdvojeným množstvím dědičné informace ve všech buňkách těla.

Nadbytek dědičné informace má na rostliny zpravidla pozitivní vliv. Mají větší listy a vyšší vzrůst, někdy jsou dokonce schopné osídlit stanoviště pro daný druh dosud nepříznivá. Toho se mimochodem využívá i ve šlechtitelství, kde se polyploidizací podařilo zvýšit výnosy mnoha plodin. Zároveň se polyploidní rostliny nemohou již od svého vzniku rozmnožovat s jedinci původního druhu, kteří mají o polovinu méně chromozomů. Ke zrození druhu tedy není nutná žádná prostorová bariéra. Odhaduje se, že tomuto procesu vděčíme za každý sedmý rostlinný druh na Zemi.

Čerstvě vzniklé polyploidní druhy bývají velmi podobné svým rodičům. Na první pohled je někdy nerozeznají ani botanici. Proto je obvykle nevydělují do samostatných druhů, i když perfektně splňují definici zmíněnou na začátku našeho článku. Až když se postupem času dostatečně rozrůzní od svých předků, jsou popsány jako nové druhy. Do té doby tvoří polyploidní rostliny „skrytou“ část biologické rozmanitosti, o které často vůbec nevíme.