Výstup rostlin z vody na souš byl pro vývoj planety a života na ní zásadní. Rostliny, které se poté během miliónů let rozrůznily do stovek tisíc druhů a nejrůznějších ekologických typů, ovlivňují prakticky všechny děje v biosféře.

Vědci pod vedením Stefana Rensinga z univerzity v německém Marburgu si k výzkumu zvolili sladkovodní řasu parožnatku, což byla dle odborníků přirozená volba. Je nejsložitější řasou skupiny Charophyta, kterou botanici považují za sesterskou skupinu všech suchozemských rostlin.

„Obě linie se oddělily asi před 500 milióny lety,“ uvedl Rensing. Srovnání genomů parožnatky a suchozemských rostlin umožní identifikovat genetické změny, k nimž došlo, když rostliny kolonizovaly souš.

„Naše data ukazují, že geny, které se dříve považovaly za typické pro suchozemské rostliny, lze nalézt i u těchto řas. Řada znaků se tedy vyvinula ještě předtím, než samotné suchozemské rostliny vůbec existovaly,” popsal Rensing.

Stanislav Vosolsobě

Stanislav Vosolsobě

FOTO: Přírodovědecká fakulta UK

„Ve skupinách, které jsou rostlinám nejvíc příbuzné, vyniká parožnatka tím, že je složitější než všechny ostatní,” doplnil člen české části týmu Stanislav Vosolsobě z katedry experimentální biologie rostlin PřF UK.

Parožnatka je podle něj rozšířená po celém světě, není ale příliš hojná. „Rozhodně ji nenajdete v každém rybníku. Když ji chce člověk najít, musí do čistého vápencového jezírka,” vysvětlil.

Interpretace „miliónů písmenek”

Samotný přepis částí genomu provedli experti z Japonska. Další skupiny vědců se poté podílely na interpretaci vzniklého textu.

„Můžete si to představit jako text, kde jsou uvedena písmenka genetické informace. Zjednodušeně máte několik stovek miliónů písmenek a vyhledáváte v nich ty důležité části,” uvedl Vosolsobě.

On sám jako bioinformatik hledal v genomu parožnatky části podobné těm, jaké vědci znají z rostlin, konkrétně geny zodpovědné za přenos auxinu. To je hormon, který u rostlin řídí růst listů a kořenů.

Parožnatka není přímou předchůdkyní rostlin

Z genů pro auxin u parožnatek se ukázalo, že tato řasa se od ostatních řas odlišuje, zároveň ale není ani přímou předchůdkyní rostlin.

„Obě linie se samostatně vyčlenily ze širší skupiny jednodušších řas. To ilustruje velmi zajímavý a dříve neuvažovaný trend evoluce, který se dnes vyjevuje stále častěji, že vývoj nešel jednou nejpřímější cestou, ale spíše bezpočtem různých, často však souběžných uliček,” poznamenal Vosolsobě.

Řasa parožnatka

Řasa parožnatka

FOTO: Přírodovědecká fakulta UK

Ve výzkumu genů parožnatek budou čeští vědci pod vedením Jana Petráška z PřF pokračovat. „Zkusíme udělat mutaci nebo vzít gen z parožnatky a vložit ho do vyšších rostlin, abychom zjistili, zda tam není nějaká zakonzervovaná funkce,” popsal Vosolsobě.

Výzkumu zaměřenému na přechod organismů na souš se věnuje i další skupina vědců. Tým z Národního muzea, Geologického ústavu Akademie věd a PřF UK identifikoval zkamenělou část první suchozemské rostliny z doby před 432 milióny lety. Pozoruhodné je, že ji sice na Berounsku objevil věhlasný francouzský paleontolog Joachim Barrande, poté se však bez povšimnutí 150 let „válela” v muzejním sklepním depozitáři. [celá zpráva]