Rostliny žijí v pevnějších i volnějších svazcích s různými mikroorganismy. Zvláště kořenový systém je pro spolupráci mezi rostlinou a mikroby příhodné místo. Z učebnic fyziologie rostlin známe zářné příklady, jako je mykorrhiza nebo hlízkové bakterie vytvářející kořenové hlízky u bobovitých rostlin.
Příhodné podmínky pro mikroorganismy však vytváří v těsné blízkosti kořenů většina rostlin. V tzv. rhizosféře je mnohonásobně více mikroorganismů než v okolní půdě. V dosavadních představách byla rhizosféra jakousi burzou živin. Rostlina vylučovala do půdy látky, které svědčí bakteriím, a bakterie na oplátku rozkládaly organickou hmotu v půdě a uvolňovaly z ní molekuly, po nichž prahla rostlina. Vše mělo fungovat k oboustranné spokojenosti jako jakási burza. Jak vyplývá z nejnovějších výzkumů mezinárodního týmu vedeného Thierrym Lonhiennem z australské University of Queensland, je tento náhled na rhizosféru mylný. Ve skutečnosti jsou to jedna velká bakteriální jatka, která slouží převážně zájmům rostliny.
Vědci pěstovali v kultuře in vitro na sterilním agaru huseníčky Arabidopsis thaliana a rajčata. Do agarové půdy nasadili bakterie Escherichia coli nebo kvasinky Saccharomyces cerevisiae, které díky cizímu genu produkovaly zelený fluoreskující protein a zeleně svítily. Záhy však svítily i kořeny rostlin. Bakterie a kvasinky přitom nebyly na jejich povrchu, ale v nitru kořenů a dokonce i v nitru kořenových buněk.
Rozhodně nešlo o vpád mikroorganismů. Rostliny si mikroby pochytaly. Nejprve rozpustily celulózovou stěnu, přes kterou by se jim bakterie a kvasinky špatně polykaly. Následně vytvořily kolem bakterií na povrchu kořenových buněk zvláštní „ohrádku“ – jakýsi prstenec. V podstatě se zachovaly podobně, jako když si my nabereme sousto na lžíci. Následně pak vtáhly mikroby do nitra buňky a nasměrovaly je do lysozomů, kde je rozložily. Další pokusy prokázaly, že rostliny využívají z pohlcených mikrobiálních buněk především dusíkaté látky.
|
Geneticky modifikované bakterie a kvasinky produkují zelený fluoreskující protein. Rostlina je přepraví do kořene, kde se dostávají až do nitra buněk. Buňky mikroby rozloží a získají z nich živiny, především dusíkaté látky. (Zdroj: PLoS ONE) |
Fluorescenční snímky průřezu kořenů houseníčku (A) a rajčete (B). Zeleně zářící jsou buňky bakterie E. coli. Na snímcích C, D jsou detailní pohledy pořízené rastrovacím elektronovým mikroskopem do kořenové buňky rajčete plné tyčinek E.coli. (Zdroj: PLoS ONE) |
Když kořenům rajčete vyschne vnější zdroj kvasinek S. cerevisiae, počet žijících buněk tohoto mikroorganismu se uvnitř kořenů postupně snižuje, jak je rostlina „konzumuje“. (Zdroj: PLoS ONE) |
Masožravé rostliny si vyrábějí energii fotosyntézou a dusíkaté látky získávají kromě jiného i z těl polapené kořisti. V tomto smyslu jsou zřejmě masožravé všechny rostliny, protože konzumace bakterií kořenovým systémem bude zřejmě obecným fenoménem celé rostlinné říše. Lonhienne a jeho kolegové dali vědecké studii v prestižním PLoS ONE celkem trefný podtitul: Stůl vzhůru nohama. Díky jejich práci zřejmě nazrál čas k tomu, abychom začali přepisovat některé kapitoly fyziologie rostlin. Ale možná bude pohodlnější prohlásit výsledky Lohnienneova týmu na nesmysl a přepisování si zatím ušetřit. Není pochyb, že se najdou i tací. Jak říkal německý filosof Arthur Schopenhauer (1788-1860): „Všechny zásadní objevy, jsou nejprve zesměšňovány, následně zuřivě vyvraceny, aby byly nakonec přijaty jako naprostá samozřejmost.“
Zdroj: PLoS ONE