Proč není odnožování z kořenů mezi rostlinami častější?
Prací vědce je objevovat. Ne vždy se ale jedná o objev pro lidstvo, někdy je to objev jenom pro samotného vědce: měl nějakou skvělou myšlenku a když se ponořil do literatury, zjistil, že už je vyřešená. Nebo: hledal něco v literatuře a našel něco, o čem doposud vůbec netušil. Některé velké objevy pro lidstvo začínají jako soukromé objevy při četbě literatury, práci v terénu nebo při práci v laboratoři, a to proto, že takový malý soukromý objev může vědce inspirovat ke spoustě otázek, které doposud nikoho nenapadly. Podobně začal před čtvrt stoletím výzkum adventivního odnožování z kořenů v oddělení Experimentální a funkční morfologie.
Na začátku bylo překvapení, že kořen, který je definován jako orgán bez listů a pupenů, v některých případech pupeny nést může. Od překvapení nebylo daleko k myšlence, že to pro rostlinu může být výhoda v silně narušovaných společenstvech: i když rostlina přijde o vše a v půdě zůstane jen kousek kořene, je zachráněna, pokud na kořeni dovede založit pupeny, z nich potom mohou vyrůst chybějící orgány jako jsou stonky a listy. Taková rostlina je potom úporným plevelem, kterého se vytrháváním jenom těžko zbavujeme.
Být schopný vytvořit pupeny na kořenech je tedy skvělá strategie, kterou má ale jen omezený počet rostlin. Proč to nedělají všechny? Důvodem může být, že odnožování z kořenů je způsobeno jistou specifickou hormonální nerovnováhou. Nadzemní a podzemní části rostliny produkují hormony a jejich rovnováha zajišťuje, aby rostlina produkovala právě jen určité množství stonků a kořenů. Když rostlina ztratí nadzemní části, převládnou v ní hormony produkované kořeny a rostlina začne vytvářet náhradní stonky. Když rostlina přijde o kořeny, převažují hormony produkované nadzemními částmi a rostlina začne produkovat kořeny. Otázka, kterou si položila naše kolegyně Jana Martínková byla: jak je možné, že rostliny schopné odnožovat z kořenů jsou schopné produkovat kořenové odnože, aniž ztratily nadzemní části? Není to tím, že mají posunutou hormonální rovnováhu ve prospěch hormonů produkovaných kořeny?
S využitím 10 dvojic blízkých příbuzných druhů, kdy vždy jeden z páru byl schopný odnožovat z kořenů a druhý ne, založila velký pokus, ve kterém s pomocí spolupracovníků z Ústavu experimentální botaniky AV ČR sledovala hormonální hladiny rostlin poraněných a neporaněných, a rostlin schopných a neschopných odnožovat z kořenů. Výsledkem experimentování a analýz bylo, že kořenoodnožující druhy se skutečně liší hormonální rovnováhou a po narušení je tato rovnováha ještě více vychýlena – ochotně tedy zakládají pupeny na kořenech a regenerují. Toto zjištění by mohlo vysvětlovat, proč odnožování z kořenů není mezi rostlinami častější. Rostliny, které jsou ho schopny, totiž mají díky této hormonální nerovnováze tendenci vytvářet více stonků, než potřebují, a to je na úkor jejich konkurenceschopnosti.
Vlevo oman vrbolistý (Inula salicina) – klonální oddenkatá bylina, která neodnožuje z kořenů, ale má oddenky. Po poranění regeneruje z podzemních axilárních pupenů na oddencích nebo bazální části stonku. Vpravo oman britský (Inula britannica) – bylina, která spontánně odnožuje z kořenů. Po odstranění všech nadzemních orgánů tento druh regeneruje z adventivních pupenů na kořenech.
Martínková J., Klimeš A., Motyka V., Adamec L., Dobrev P., Filepová F., Gaudinová A., Lacek J., Marešová I., Klimešová J. 2023. Why is Root Sprouting Not More Common Among Plants? Phytohormonal Clues and Ecological Correlates. Environmental and Experimental Botany 205, 105147, doi: 10.1016/j.envexpbot.2022.105147
Kontakt: Jana Martínková, jana.martinkova@ibot.cas.cz
Pro blog Botanického ústavu AV ČR napsala Jitka Klimešová.