Zátka, potrubí nebo šnorchl. Rýži za sucha i záplav pomáhá látka zvaná suberin

28. květen 2022

Rýžové rostlinky se sázejí do vody. Vadí jim ale sucho i záplavy. Nejnovější studie univerzity v Riverside v Kalifornii detailně popisuje, jak jejím kořenům při nedostatku nebo nadbytku vody pomáhá látka zvaná suberin.

Čtěte také

I za obvyklých podmínek mají rostliny v kořenech vnitřní pokožku, zvanou endodermis, která zabraňuje zpětnému toku vody a v ní rozpuštěných živin. 

Suberin, na který se vědci soustředili, zneprůchodňuje buněčné stěny této vrstvy jako zátka. Dokáže přispět k ochraně rostliny před ztrátami vody, ale třeba i před těžkými kovy z kontaminované půdy.

Přinutí vodu a v ní rozpuštěné živiny proudit pouze uvnitř buněk, v cytoplazmě,“ popisuje změnu buněčný biolog Viktor Žárský. Jinak zmíněný roztok teče všemi směry, i v okolí buněk. 

Potrubí ke kořenům 

Situaci rýže při záplavách přirovnává vědec k pěstitelským nezdarům z domácností. Ani pokojové rostliny nemusí přežít přelití, kdy se vzduch nedostane k jejich kořenům. 

„Rostliny nejenže provozují fotosyntézu a vytvářejí kyslík, ale spoustu kyslíku také spotřebují, zvláště pak v kořenech,“ upozorňuje vědec. To platí i pro rostliny mokřadů, které mají kořeny trvale zatopené. 

Čtěte také

Suberin je součástí stěn rostlinných buněk. Jde o polymerní látku hydrofobní povahy, to znamená, že odpuzuje vodu. Dokáže tak před vodou ochránit vnitřek kořenů. 

„Vytváří jakési potrubí, které umožňuje výměnu plynů,“ dodává Žárský. Na tom se podílejí i mezibuněčné prostory. 

Rostlina si suberin vyrábí, aby udržela obsah svých buněk, a nenabírala vodu z okolí. Jinak nabobtná, podobně jako lidská kůže, když se dlouho mácháme ve vodě. 

V tomto případě se suberin ukládá i pod pokožkou, ve vnější vrstvě buněk zvané exodermis.

Nezvládnuté opravy

Autoři studie také doložili, že když je rostlina zatopená, zastavuje se v ní růst kořenů, tedy dělení a dloužení buněk na špičce kořene, v dělivém pletitu zvaném meristém.

Když se listy rýže dostanou nad hladinu, potrubím v pletivu, které suberin spoluvytváří, může opět z nadzemních částí rostliny do kořenů putovat vzduch. Růst kořenů se pak obnoví. 

Anaerobní respirace se přepne na energeticky výhodnější, aerobní, buňky přestanou vyrábět zplodiny, jako je alkohol. Přesto některé rostliny, které samotnou záplavu přežily, hynou. 

 „Potřebují opravit to, co napáchal nedostatek kyslíku, ale nezvládnou to,“ připouští rostlinná ekoložka Jitka Klimešová.

Potápěč a alkohol

Funkce suberinu by se dala přirovnat také ke šnorchlu, kterým si pod vodou přivádíme kyslík do plic. 

Tak jako člověk bez potápěčského vybavení, ani rostlina pod vodou nedokáže dýchat, a začnou se v ní odvíjet jiné chemické pochody.

Snaží se získávat energii rozkladem cukrů, hromadí nežádoucí alkohol, který se snaží odbourat enzymy alkoholdehydrogenázy.

„Když funguje správně suberinizace buněčných stěn kořene ve vnitřní a vnější pokožce, tak k tomu nedochází,“ podotýká Viktor Žárský. 

Čtěte také

Odolná rýže

Studie univerzity v Riverside se zabývala reakcemi na stres v rýžových rostlinkách zvláště proto, že intenzita extrémních klimatických jevů roste. 

Rýže je důležitá pro obživu lidstva, na jejím pěstování je závislých kolem 45 procent obyvatel planety. Ideálem pěstitelů je učinit ji odolnou vůči suchu i záplavám. 

Suberin v éře klimatické změny pomáhá i jinak. Půdní mikroorganismy ho rozkládají obtížně a pomalu, a tak přispívá i k ukládání atmosférického uhlíku do půdy, podobně jako lignin. Spolu s ligninem, neboli dřevovinou, je také součástí korku.

Poslechněte si celou Laboratoř o látce, která pomáhá rýži odolávat suchu i záplavám, reakci rostlin na dotyk a objevu zdánlivě vyhynulé byliny po 40 letech. Debatují rostlinná ekoložka Jitka Klimešová, buněčný biolog Viktor Žárský a herec Otakar Brousek. 

Spustit audio

Související