Článek
Studie vědců z Botanického ústavu Akademie věd ČR, Kalifornské polytechnické univerzity Humboldt (Cal Poly Humboldt), Yaleovy univerzity a Univerzity v Hohenheimu poukazuje na společný rys řady současných i fosilních rostlin: při vývoji větších růstových forem opakovaně docházelo k postupnému členění pletiv zajišťujících transport vody, přestože se jednotlivé skupiny vyvíjely nezávisle na sobě po miliony let.
Podle autorů bylo stěžejní evoluční působení sucha na tento vývoj, jelikož rozdělování vodivých pletiv pomáhá rostlinám sucho přežít. Právě zásobování vodou se totiž s rostoucí velikostí rostlin stávalo stále náročnějším.
„Evoluční tlak sucha, který formoval první lesy, působí i na současné lesní ekosystémy,“ konstatoval Alexandru Tomescu z Cal Poly Humboldt.
Nepřetržitý transport vody z kořenů do kmene
Obecně platí, že u vývoje stromovitých forem rostlin a jejich růstu do výšky, který jim umožnil lépe soupeřit o sluneční světlo, bylo zapotřebí vyřešit, jak dopravit vodu do všech částí stále většího organismu. Aby mohly stromy růst do výšky, musejí nepřetržitě dopravovat vodu z kořenů do kmene, větví a listů. S rostoucí velikostí nicméně začíná být proces stále náročnější. Především v období nedostatku vody.
Transport vody zajišťuje cévní pletivo xylém tvořené mikroskopickými trubicemi – ty ale mohou být ucpány vzduchovými bublinami, tzv. emboliemi. Pokud se poškození rozšíří, mohou přerušit zásobování vodou a způsobit odumření celé rostliny. Jak se během evoluce zvětšovaly vodivé systémy rostlin, rostla tedy i jejich zranitelnost.
Průřezy kmenů různých stromovitých rostlin: A dřeviny, B-C palmy, D řezy kmenem vyhynulých stromových kapradin, E-H další vyhynulé formy 395-360 milionů let staré. Červená barva vyznačuje prvotní vodivé pletivo (xylém), růžová druhotné, tvořené navazujícím přirůstáním kmene.
Výzkum naznačuje, že stromovité rostliny tento problém řešily postupným rozdělováním vodivých systémů do oddělených částí, což omezovalo šíření poškození. Strategie se během evoluce opakovala.
Co strom definuje?
Studie nabízí i shrnující vysvětlení, které by mělo strom definovat: klíčová má být schopnost teoreticky neomezeného růstu kmene, umožňující rostlině po celý život vodivá pletiva obnovovat.
„U dávno vyhynulých vývojových linií docházelo k fyzickému oddělování vodivých drah do různých částí kmene, což však neslo konstrukční nevýhody. U předků dnešních dřevin se vyvinulo elegantní řešení problému: složitější vnitřní struktura dřeva, která pomáhá zvládat důsledky sucha a zároveň zachovat pevnost kmene,“ popsal Martin Bouda z Botanického ústavu AV ČR.
Jak to stromům pomáhá
Schopnost konstrukčně omezovat šíření poškození ve vodivých pletivech umožňuje stromům lépe odolávat stresu, regenerovat poškozené části, přizpůsobovat se měnícím se podmínkám prostředí a dožívat se i mimořádně vysokého věku.
Hlubší pohled do evoluce pomáhá výzkumníkům pochopit funkční vlastnosti dřeva dnešních stromů, které opět čelí vysoké mortalitě vlivem sucha. Zkoumání mechanismů hospodaření s vodou u stromů navíc může podle vědců pomoci předvídat, jak budou lesy na pokračující klimatickou změnu reagovat.
Nová studie byla letos v červnu zveřejněna v odborném časopise Current Biology.
