Mysleli jsme si, že okusování a kosení rostlinám jen škodí. A že o druhové skladbě spásané lokality rozhoduje jen to, jak který z tamních rostlinných druhů tím trpí. Jenže to tak není. Nejde jen o to, že to některému škodí více a jinému méně. Některým rostlinám takové zásahy dokonce prospívají a díky Američanům to teď je potvrzeno i vědecky. Některé systematicky „ničené“ rostliny rostou rychleji a "veseleji" se i množí. Platí to například pro kultivar huseníčku (Arabidopsis thaliana). V konkurenčním boji se u něj nestává vítězem ten, koho nebesa ušetří ožeru, ale ten, kdo se šťastným řízením osudu  připlete do cesty hladovému býložravci. Tak nějak, jen jinými slovy, to popisují vědci z University of Illinois ve své studii, jejíž výsledky uveřejnili v časopisu  Ecology. Profesor Ken Paige a doktorand Daniel Scholes v ní uvádějí, že tajemství „post-traumatického profitu“ rostlin spočívá ve schopnosti namnožit si chromozomy.

Duplikace chromozomů

Zdvojení chromozomů je děj, bez něhož se neobejde žádný vznik nové somatické buňky. Říkáme mu mitóza, nebo také nepřímé dělení. Existuje ale i zvláštní případ, kdy se chromozomy v buňce zmnožují, ale ke vzniku dceřinných buněk nedochází. Tomu se říká endoreduplikace. V případě huseníčku nejde o poruchu. Na rostlinu to působí jako mávnutí kouzelným proutkem. Endoreduplikaci, tedy namnožení chromozomů si rostlina spustí, když jí něco okouše. Místo strádání prudce zvýší rychlost svého růstu a začne „překypovat zdravím“. Endoreduplikaci ale neumí všechny rostliny, jak prokázal pokus, v němž sledovali chování 160 rostlinek. Polovinu z nich vědci uměle „spásali“. Aby škodili všem huseníčkům stejně, připravovali je o nejdůležitější centrální výhonek nůžkami. Pak sledovali, jak se s takovým hendikepem jednotlivé rostlinky popasují. Kromě rychlosti růstu vědce naštěstí zajímal i obsah DNA v buňkách a počty semen. Kultivar s dvouslovným jménem Landsberg erecta se choval „normálně“ a když mu kus ustřihli, to co z něj zbylo, rostlo dál stále stejným tempem. Takto zkracované rostliny měly logicky i méně semen ve svých šešulích.
S rostlinkami kultivaru Columbie to ale bylo jiné. Ostříhání jakoby pro ně bylo návštěvou omlazovacího salonu. Nejenže rostly „jako z vody“, ale chlubily se i větším počtem semen než kontrolní rostlinky Columbie, kterým  péče „lazebníka“ nebyla nedopřána.
Bližší zkoumání ukázalo, že aktivnější z huseníčků si ve svých tkáních opakovaně kopíroval své chromozomy. Normálně mají oba kultivary huseníčku jen 10 chromozomů - pět od každého rodiče. U Columbie po ostříhávání imitující ožer býložravcem, jich v některých buňkách napočítali až 320. Autoři studie z toho vyvozují, že právě zmnožování DNA (endoreduplikace chromozomů) v buňkách je oním mechanismem, kterým si rostlina zajišťuje reprodukční úspěch. Na výhodách se spolupodílí několik faktorů. Jednak platí, že čím více DNA, tím větší jádro a tím větší i celá buňka a rostlina. To ale není ta nejdůležitější věc, která Columbii pomáhá nad svými rivaly vyzrát. Mnohem větší profit rostlině plyne z toho, že zmnožením chromozomů jí vzniknou v buňkách extra-porce genů. Ty jí zajistí zvýšenou produkci proteinů. Více proteinů znamená více potřebných látek pro tvorbu semen a plnější šešule. 
 

Zvětšit obrázek

Huseníček Thalův má kultivary, které získávají reprodukční výhodu procesem endoreduplikace - zmnožováním obsahu jaderné DNA. V buňkách pak místo obvyklých deseti chromozomů jich mají až 320. (Kredit: Vikimedia)

Že některým rostlinám spásání vyhovuje a že dobytek na luka patří, je „novinka“ stará snad jak lidstvo samo. Teprve nyní ale začínáme chápat, k čemu u rostlin v takovém společenství dochází. Fiktivní spásání huseníčku prováděné po několik let ukázalo, že „poškozováním“ lze získat rostlinu s třikrát vyšší reprodukční výkonností, než jakou disponují exempláře stejného kultivaru, když jej necháme na pokoji. Vědci doufají, že získají další poznatky využitelné ve šlechtění rostlin, například obilovin. Nemají v úmyslu na lány s pšenicí vyhánět stáda přežvýkavců, nebo jinak rostlinám oždibovat jejich hlavní vegetativní vrholy. Doufají, že odhalí geny, které za akcelerací růstu a rostlinné „radosti ze života“ stojí. Molekulárně genetickými metodami pak hodlají cíleně zvyšovat v buňkách počty jen těch genů, které přispívají k produkci proteinů a rozhodují o výši sklizně.

Američané „objevili Ameriku“
Když se nad objevem vědců od Michiganského jezera zamyslíme, zjistíme, že to, co u huseníčku popisují jako velký objev a doufají v jeho brzkou aplikaci ve šlechtění, se v zemědělské praxi již dávno děje. Stačí si vzít na pomoc kupecké počty: planá pšenice (jednozrnka) má 14 chromozomů. Pšenice dvouzrnka jich má už 28 a pšenice setá dokonce 42.
Je samozřejmé, že zdvojování celého genomu (všech chromozomů)není ta nejlepší cesta k úspěchu. Rostlině kromě zisku přináší celou řadu problémů. Například musí „vymýšlet“ jak většinu nadbytečných genů uspat. Příliš mnoho DNA v buňkách neprospívá ani těm, co se takovými produkty živí. Nikoli tím, že by by nám uškodilo pozření cizích "genů" ale tím, že konzumace přemíry DNA vede k metabolickým poruchám, zánětům kloubů a podobným radostem. Je proto i v našem zájmu šlechtit jinak než polyploidizací.
Huseníček dostal šanci stát se modelovým organismem, který by mohl pomoci najít geny, které by se daly vpašovat do rostlin, aby byly produktivnější a aby je balast z přebytku těch nevyužívaných zbytečně nedusil. Ať už se nám to líbí nebo ne, možnosti klasického šlechtění jsou omezené a do značné míry již vyčerpané. Huseníček ukazuje cestu jak místo „humpoláckého“ násobení veškerého genetického materiálu provádět selektivní duplikace jen tehdy, kdy to je potřeba a tam, kde to je žádoucí. Možná v kutivaru Columbia máme na dosah šlechtitelský nástroj, který nám dovolí u kulturních plodin zvyšovat počty chromozomů a genů jen v předem vytipovaných částech rostliny a také návod, jak takový proces spouštět cíleným stimulem. Stávající výzkum na huseníčku se děje pod hlavičkou „spásání“ a ekologie a tak averze těch, kteří nemají rádi GMO na universitní skleníky zatím nedolehla. Optimismus autorů publikace v brzké nalezení netradičních nástrojů zvýšujících rostlinnou produkci je opodstatněný a nadějný.

Komentář Osla: Možná tento nový poznatek změní myšlení mnohých horkých hlav když si uvědomí, že k přírodě šetrný způsob hospodaření s ovečkami, krávami a kosením luk vede k tomu, že na takových pozemcích v daleko větší míře vznikají rostlinní mutanti. Že příčinou je právě ekologické biohospodaření, které navozuje vznik rostlin, které mají v buňkách dokonce i více jak třicetinásobek normálního počtu chromozomů. A že i když jde o mutanty s reprodukční výhodou, nic nám od nich nehrozí.