![](./_popisky/120_/s_1206570683.jpg)
Úroveň oxidu uhličitého v atmosféře se pomalu dostává na alarmující úroveň a nový výzkum vědců z Ilinoiské univerzity indikuje, že obranyschopnost sóji klesá stejnou měrou s jakou koncentrace CO2 roste. Podle této studie, která se objevila v on-line publikaci Proceedings of the National Academy of Sciences, stoupající koncentrace oxidu uhličitého narušuje klíčové komponenty rostlinné obrany proti hmyzu, který se živí jejich listy.
Profesor botaniky a autor této studie Evan DeLucia říká: „Odlesňování a spalování fosilních paliv prokazatelně zvýšilo hladinu oxidu uhličitého od konce 18. století. V současnosti je v atmosféře 380 ppm CO2. Na začátku průmyslové revoluce to bylo 280 ppm a tak tomu bylo i před minimálně 600 tisíci lety – a možná i před několika milióny lety. Současné předpovědi naznačují, že hladina oxidu uhličitého v atmosféře stoupne do roku 2050 na 550 ppm a při rychlém průmyslovém rozvoji Indie a Číny to může být ještě mnohem rychleji.“
K nové studii využila profesorka entomologie a vedoucí oddělení entomologie May Berenbaumová výzkumné zařízení nazvané Soybean Free Air Concentration Enrichment (Soy FACE) v Illinois. V této speciální laboratoři pod širým nebem mohou být rostliny sóji na jednotlivých polích vystaveny různým koncentracím oxidu uhličitého a ozónu ale zároveň nejsou izolovány od přirozených vnějších vlivů, jakými je třeba déšť, sluneční záření a samozřejmě také hmyz.
Je obecně známo, že vysoký obsah oxidu uhličitého v atmosféře urychluje fotosyntézu. Méně známo už asi je, že to také vede ke změně vzájemného poměru sacharidů a dusíkatých látek v listech rostlin. Výzkumníci chtěli vědět, jak tento změněný poměr mezi uhlíkem a dusíkem působí na hmyz, který se těmito rostlinami živí.
Když výzkumníci vystavili sójové pole zvýšené úrovni oxidu uhličitého, dostavil se očekávaný efekt: sójové rostliny na pokusné parcele vykázaly mnohem více poškození hmyzem než ty vedle.
![](./_popisky/120_/s_1206570842.jpg)
Podrobnější zkoumání ukázalo, že sója rostoucí v atmosféře s vyšší úrovní CO2 přitahovala mnohem více dospělců listokaza japonského (Popilia japonica), bázlivce kukuřičného (Diabrotica virgifera virgifera) za současného přemnožení sójových mšic (Aphids glycines) než soja na ostatních polích.
![](./_popisky/120_/1206570962.jpg)
„Housenky a ostatní hmyzí larvy potřebují především dusík k růstu a tvorbě nových tkání, ale dospělí jedinci mohou zdárně přežít a množit se při vysokosacharidové „dietě“. To dává smysl, proč se více dospělců přesouvalo na soju rostoucí ve vyšší koncentrací oxidu uhličitého, řekl DeLucia.
„Ale dá se vyšší hladinou cukru v listech vysvětlit celý efekt?“ ptali se vědci. K nalezení odpovědi umožnili vědci broukům prožít celý jejich život v jednom ze tří prostředí: na rostlinách pod vysokou úrovní CO2, s běžnou úrovní CO2 nebo na rostlinách s běžnou hladinou CO2 mimo pokusné pole, u kterých byl uměle zvýšen obsah cukru.
„Co jsme zjistili, bylo zarážející,“ řekl DeLucia. „Brouci na sóje s vysokým CO2 žili déle a díky tomu zplodili více potomstva než ti, kteří žili mimo. Ale u těch, kteří měli ve stravě doplněné cukry, nedošlo k tomuto efektu.“ „Takže jsme si mysleli, že cukry byly tou hlavní příčinou, proč brouci sežrali více listů rostlin na poli s vysokým CO2,“ pokračoval DeLucia. „A to sice stále může být pravda, ale cukry nejsou to, co způsobuje, že tito brouci žijí déle, častěji se páří a mají více potomstva.“
![](./_popisky/120_/s_1206571672.jpg)
Proto tým obrátil pozornost na hormonální signalizaci rostlin a zaměřili se na klíčovou chemickou obranu rostlin, kterou rostliny používají k odražení hmyzích útoků. Když hmyz žere listy, sója a některé další rostliny se brání tím, že produkují kyselinu jasmonovou, startující řetěz chemických reakcí v listech, který posiluje jejich obranu.
Normálně tato kaskáda reakcí vede v listech ke zvýšení koncentrace enzymu nazývaného inhibitor proteázy. Když hmyz pozře tento enzym, dojde k potlačení jeho schopnosti trávit listy.
Vyšší obsah sacharidů v listech spojený s nepřítomností přirozené chemické obrany dovoluje dospělému hmyzu bez problémů hodovat na těchto rostlinách, žít déle a zplodit i více potomstva.
Výzkumníci, kteří jsou sdruženi v Univerzitním institutem genomové biologie, budou nyní hledat, zda se stejný proces objevuje i u dalších rostlin.
Diskuze: