Dotaz

Parazitické rostliny svádějí se svými hostiteli nekonečné evoluční závody ve zbrojení. Je to jako s tanky. Zbrojovky vždycky vyrobí tank, který odolá i nejmodernějším střelám, jiné zbrojovky pak ale vyrobí ještě rafinovanější střely, které jeho pancéřování překonají – a tak pořád dokola.

Podobně si hostitelé vyvíjejí stále lepší obranu před parazity a paraziti odpovídají stále nápaditějšími způsoby, jak se hostiteli dostat na kobylku.

Rostliny, které cizopasí na jiných rostlinách, tradičně dělíme na pravé parazity a poloparazity. Praví paraziti okrádají hostilele o vodu, minerální živiny i organické látky. Poloparaziti (například jmelí) se spokojí s vodou a minerály, zatímco organické látky si sami vyrábějí fotosyntézou. Nejnovější výzkumy ovšem ukazují, že i poloparaziti získávají 5–80 % potřebných organických látek od svých hostitelů.

Cizopasné rostliny musí nejdřív najít vhodného hostitele. Když uspějí, musí vytvořit speciální orgán zvaný haustorium, který prorůstá do pletiv „oběti“ a napojí se na její cévní svazky. Z nich pak parazit (nebo poloparazit) čerpá vodu a živiny.

Parazitických rostlin je víc, než by se mohlo zdát. Tento „životní styl“ vznikl během evoluce kvetoucích rostlin více než desetkrát a vyznává ho asi 4 000 druhů.

Fyziologie mnoha z nich ještě není prozkoumána. U některých druhů však už máme celkem slušnou představu, jak si hledají hostitele a jak s ním komunikují. Podívejme se na tři zajímavé příklady.

Zástupci rodu Striga z čeledi zárazovitých rostou v Africe, Asii a Austrálii. Jde o poloparazity, kteří napadají kořeny mnoha rostlin – včetně důležitých zemědělských plodin, jako jsou proso, čirok, kukuřice, rýže nebo luštěniny.

Několik druhů je opravdu nebezpečných, protože dokážou hostitelské plodiny natolik vysílit, že tím výrazně sníží úrodu. Největší problémy působí striga v afrických zemích (kde už mají farmáři dost starostí i bez agresivního parazitujícího plevele). Každoroční škody na sklizni se odhadují až na 13 miliard dolarů.

Striga má drobná semena s malou zásobou živin, která nevydrží klíčícím rostlinkám příliš dlouho. Je proto nezbytné, aby parazit vyklíčil blízko kořenů hostitele, z nichž začne rychle čerpat potřebnou výživu. Jak ale semeno pozná, že vhodný kořen je na dosah?

Dozví se to díky látkám zvaným strigolaktony, které kořeny vylučují do svého okolí. Semena strigy na tyto sloučeniny citlivě reagují a pouze v jejich přítomnosti dokážou vyklíčit.

„Chemická konverzace“ parazita s hostitelem tím však zdaleka nekončí. Podle nedávných výzkumů uvolňuje špička kořene klíčící strigy peroxid vodíku. Ten aktivuje v kořeni hostitele enzymy, jež odbourávají jednu složku buněčných stěn. Při odbourávání se pak uvolňují sloučeniny, které u strigy nastartují vývoj haustoria – tedy orgánu určeného ke kradení živin z cévních svazků.

Hrdiny druhého příběhu jsou kokotice, rod parazitických rostlin z čeledi svlačcovitých. Kokotice jsou schopné fotosyntetizovat jen velmi málo nebo vůbec ne, takže jsou na svých nedobrovolných živitelích zcela závislé.

Po vyklíčení stonek semenáčku nejdříve „pátrá“ po hostitelské rostlině. Když ji najde, obtočí se kolem jejího stonku a zapustí do něj haustoria.

Kokotice umí hostitele zahlédnout a vyčenichat. Experimenty s jedním australským druhem ukázaly, že klíční rostlinky rostou směrem k místům zastíněným vegetací. Světlo, které prošlo přes listy, obsahuje málo červeného záření a naopak hodně takzvaného dlouhovlnného červeného záření, které je na hranici viditelnosti lidským okem. Podle poměru těchto dvou složek světla kokotice pozná, kde se nachází budoucí hostitel.

Poměr červeného a dlouhovlnného červeného záření  vnímají skoro všechny rostliny. Obvykle jim však slouží jako informace o tom, kde rostou jejich konkurenti.

U jiného druhu kokotice vědci zjistili, že semenáčky reagují na těkavé sloučeniny vylučované okolními rostlinami. Protože každý rostlinný druh uvolňuje jiný mix látek (jinak „voní“), dokázaly kokotice v pokusu dokonce rozeznat rajče od pšenice. Přednostně rostly ke snadno parazitovatelnému rajčeti, zatímco o pšenici, které by se jim ubránila, nejevily velký zájem.

Jak vidíte, mají cizopasné rostliny ve svém arzenálu spoustu důmyslných triků. Nemyslete si ovšem, že hostitelé jsou jen pasivní oběti. Umí proti drzým útočníkům  bojovat – a mnohdy docela úspěšně.

Němečtí vědci například zkoumali, jak si tropická liána Ancistrocladus heyneanus poradí s kokoticí druhu Cuscuta reflexa. Kokotice napadla stonek liány a začala vytvářet haustoria, která prorůstala k cévním svazkům.

Ancistrocladus ale odpověděl výrobou speciálních obranných látek. Ty se hromadily kolem haustorií a zastavily jejich růst. Nakonec haustoria úplně odumřela. V místě napadení odumřely také buňky liány, které se „obětovaly pro celek“, aby parazitovi odřízly přístup k živinám. Kokotice tak byla definitivně poražena. Po jejím neúspěšném pokusu zbyla na stonku pouze jizva.

Použité zdroje:

Bais HP, et al. (2006): The role of root exudates in rhizosphere interactions with plants and other organisms. Annu Rev Plant Biol 57: 233–266. DOI: 10.1146/annurev.arplant.57.032905.105159.

Bringmann G, et al. (1999): Host-derived acetogenins involved in the incompatible parasitic relationship between Cuscuta reflexa (Convolvulaceae) and Ancistrocladus heyneanus (Ancistrocladaceae). Plant Biol 1: 581–584.

Cardoso C, Ruyter-Spira C, Bouwmeester HJ (2011): Strigolactones and root infestation by plant-parasitic Striga, Orobanche and Phelipanche spp. Plant Sci 180: 414–420. DOI: 10.1016/j.plantsci.2010.11.007.

Gianoli E (2015): The behavioural ecology of climbing plants. AoB PLANTS 7: plv013. DOI: 10.1093/aobpla/plv013.

Mathiasen RL, et al. (2008): Mistletoes: pathology, systematics, ecology, and management. Plant Disease 92: 988–1006. DOI:10.1094/PDIS-92-7-0988.

Runyon JB, Mescher MC, De Moraes CM (2006): Volatile Chemical Cues Guide Host Location and Host Selection by Parasitic Plants. Science 313: 1964–1967. DOI: 10.1126/science.1131371.

Shen H, et al. (2006): Progress in parasitic plant biology: host selection and nutrient transfer. Plant Biol 8: 175–185. DOI: 10.1055/s-2006-923796.

Těšitel J, Plavcová L, Cameron DD (2010): Interactions between hemiparasitic plants and their hosts. Plant Signaling & Behavior 5: 1072–1076. DOI: 10.4161/psb.5.9.12563.

Westwood JH (2010): The evolution of parasitism in plants. Trends Plant Sci 15: 227–235.