Před 500 miliony let rostliny osídlily souš. Dokázaly to díky změně 218 genů

23. červenec 2022

Britští badatelé popsali, co pomohlo před 500 miliony let rostlinám přejít z vody na souš. Zjistili, že díky mutaci ve 218 genech se rostliny naučily regulovat vnitřní tok vody a výměnu plynů. Kdyby se jim to nepovedlo, život na planetě by se odvíjel jinak.

I když se to zdá nemožné, současná věda studuje, co se na naší planetě dělo před půl miliardou let. Už dlouho se ví, že tenkrát některé rostliny přešly z vody na souš. Šlo o klíčovou událost v dějinách biosféry.

Čtěte také

„Bez rostlin na souši bychom tady nebyli ani my, ani většina živočichů,“ připomíná buněčný a rostlinný biolog Viktor Žárský. Možnost odhadnout, jak rostliny vypadaly a jak byly navzájem příbuzné, vedle paleobotanického fosilního záznamu dává sběr velkého množství genetických dat žijících rostlin. 

Studie zveřejněná v časopise New Phytologist byla velmi důkladná. Vědci se zabývali dědičnou informací 532 rostlinných druhů. U nich vytipovali 218 genů odpovědných za evoluční inovace, které život na souši umožnily.

„I v našem genomu je zapsaná celá naše evoluční historie, která sahá stovky milionů let zpět,“ připomíná půdní ekolog a botanik Petr Kohout. Přínosem studia genetických informací je možnost porovnat výsledky se záznamy ze zkamenělin a zpřesit tak  pochopení  evolučních inovací.“

Evoluční novinka

„Obrovská evoluční novinka, která umožnila přechod z vody na souš, byl vznik průduchů,“ zdůrazňuje Viktor Žárský. Připomíná, že rostliny přešly na souš ze sladké vody, nikoliv z moře. Musely se naučit regulovat výměnu plynů podle prostředí, ve kterém žijí.

Čtěte také

Průduchy jsou dva páry buněk na povrchu rostlinné pokožky. Regulují výměnu plynů tím, že se otevírají nebo zavírají. Když jsou průduchy otevřené, přijímají ze vzduchu oxid uhličitý, ale tím také nevyhnutelně ztrácejí vodu.

Otevírání a zavírání průduchů umožňuje optimalizovat fotosyntézu, tedy výrobu živin z oxidu uhličitého a vody s pomocí energie ze slunce, a zároveň ztrátu vody minimalizovat.

Menší průduchy

V celé evoluci rostlin docházelo k adaptacím na měnící se podíl oxidu uhličitého v atmosféře. Geologická období s jeho zvýšenou hladinou vedla například ke zmenšení hustoty průduchů na listech. 

Areály výskytu rostlin také reagují na změny teploty, což sledujeme v přímém přenosu i dnes, v reakci na globální oteplování.„Hranice tundry se posouvá víc a víc na sever,“ uvádí příklad vlivu změn klimatu Viktor Žárský.

Čtěte také

Rostliny mnohdy zažívají třeba dva měsíce sucho a následný liják. Velkým tématem současné rostlinné biologie a šlechtitelství je proto odolnost k výkyvům prostředí.

„Mají velký potenciál, který se můžeme pokusit využít,“ míní Petr Kohout. Právě evoluční genetika může odhalit geny, které takovou odolnost podporují.

Rostliny jsou podle něj na změny evolučně přizpůsobeny lépe než lidstvo, které si zvyklo chtít od nich maximum.„Závisíme na rostlinné produkci a ekosystémech, a na tom, jak rostliny fungují, to je ale strašně křehké,“ podotýká Kohout. 

Poslechněte si celou Laboratoř o tom, co přispělo k přechodu rostlin na souš, jak nakládá evoluce s květy, a komu pomáhá opylení ptáky. Debatují biologové Viktor Žárský a Petr Kohout a herečka Ljuba Krbová. Pořad jsme v premiéře vysílali 26. února 2022.

Spustit audio

Související