Doktorand Univerzity Komenského Miroslav Krausko predstavil výskum mäsožravých rastlín

03. aug. 2017 • Biologické vedy

Doktorand Univerzity Komenského Miroslav Krausko predstavil výskum mäsožravých rastlín

Mäsožravé rastliny vo svojom prirodzenom prostredí nenachádzajú dostatok živín v pôde, preto museli „vymyslieť“ spôsob, ako chýbajúce živiny doplniť. Mäsožravé rosičky na chytanie koristi vylučujú lepkavý sekrét, z ktorého sa stáva lepkavá pasca. Ako je to možné, že mäsožravá rastlina dokáže i bez zmyslových orgánov a nervovej sústavy rozpoznať, čo sa chytilo do „pasce“? Kde sa táto jej schopnosť vzala?

Na tieto otázky hľadal odpovede doktorand Univerzity Komenskeho v Bratislave Mgr. Miroslav Krausko vo svojom výskume pod vedením doc. Mgr. Andreja Pavloviča, PhD. Výsledky jeho výskumu boli publikované v poprednom vedeckom časopise New Phytologist. Pozitívne sa k nemu vyjadril aj svetovo uznávaný molekulárny ekológ Dr. Axel Mithöfer z Max Planck Institute. 

Mgr. Miroslav Krausko (1986) pochádza z Prievidze. V tomto roku (2017) končí doktorandské štúdium na Prírodovedeckej fakulte Univerzity Komenského v Bratislave, na Katedre fyziológie rastlín. Ako začínajúceho študenta biológie ho zaujalo štúdium rastlín a ich nenahraditeľný význam pre život na Zemi a výživu človeka. Z ponúkaných tém záverečných prác si vybral tému o mäsožravých rastlinách. Až keď začal túto fascinujúcu skupinu rastlín spoznávať, zistil, že sú vďačným objektom pre štúdium, a to nielen pre svoju schopnosť chytať živú korisť, rýchly pohyb pascí, ale aj produkciu medicínsky a priemyselne významných chemických látok. Na doktorandskom stupni štúdia rozšíril svoj záujem o otázku, ako vznikli na prvý pohľad pre rastlinu neobyčajné schopnosti – chytať a tráviť korisť. 

Cena dekana za výnimočný vedecký výstup 

Za publikovaný vedecký výstup v kategórii chemické a biologické vedy získal doktorand Univerzity Komenského Mgr. Miroslav Krausko aj Cenu dekana za výnimočný vedecký výstup v roku 2017. V programe fyziológia rastlín bol ocenený za prácu o úlohe elektrickej a chemickej signalizácie pri získavaní koristi mäsožravej rastliny Drosera capensis, ktorá bola publikovaná v prestížnom vedeckom periodiku New Phytologist s imapact factorom 7,33.

Mäsožravé rastliny, foto Andrej Pavlovič

Zameranie a priebeh výskumu

„V našom výskume sme sa zamerali na spôsob, akým sú signály – dotyk či rôzne chemické látky – vnímané a spracovávané rastlinou, aby mohla správne vyhodnotiť, či sa do pasce chytila korisť, ktorú môže ,zjesť, alebo ide o falošný poplach a trávenie by bolo iba plytvaním cennou energiou a živinami,“ priblížil obsah výskumu Mgr. Miroslav Krausko.

V prvom rade bolo potrebné poznať bežné reakcie rastlín, ktoré sa každodenne musia vyrovnávať so škodcami v podobe bylinožravcov a hmyzu. Poškodenie rastliny vyvoláva šírenie elektrického signálu po celom jej tele, čo následne spúšťa syntézu rastlinných hormónov a obranných látok. Obrannými látkami môžu byť aj rôzne typy enzýmov, ktoré útočia na rastlinných škodcov tak, že rozkladajú zložité molekuly, z ktorých sa skladá ich telo.

Takýto obranný systém stavia na rýchlom prenose signálu a následnej odpovedi celého rastlinného organizmu, teda nielen jeho poškodenej časti. U živočíchov za prenos signálu do celého tela zodpovedá nervová sústava, ktorú rastliny, samozrejme, nemajú. Majú však systém vzájomne prepojených buniek, ktoré tvoria rozvetvenú sieť a ich úlohou je rozvádzať vodu a živiny do celého tela.

Tieto cievne zväzky rastliny využívajú ako nervovú sústavu na rýchly prenos informácií, ktoré majú podobu elektrických signálov podobne ako u živočíchov. „Zistili sme, že dotyk s tentákulami vyvoláva šírenie elektrických signálov, tvorbu rastlinných hormónov a tráviacich enzýmov, ktorých aktivita však rýchlo utícha. Ak však k mechanickému podráždeniu pridáme aj chemické látky, ktoré sa uvoľňujú z koristi, môžeme pozorovať až desaťnásobne väčšiu reakciu. Rastlina teda dokáže vnímať ,chuť koristi a reagovať zvýšenou tráviacou aktivitou,ozrejmil Miroslav Krausko.

Zistenia

Mäsožravá rastlina, foto Andrej PavlovičSekrét sa tvorí na konci predĺžených výbežkov (tzv. tentákul) a vytvára dojem rosy. Práve tomuto vzhľadu vďačia rosičky za svoje pomenovanie. Rosičky reagujú na chytenie koristi pohybom tentákul, ktoré korisť obalia z každej strany a napokon sa okolo nej obtočí aj celý list, a tým sa vytvorí tzv. „vonkajší žalúdok“.

Pozorované deje, šírenie elektrických signálov, tvorba rastlinných hormónov a tráviacich enzýmov mäsožravých rastlín, majú rovnakú postupnosť ako reakcie pozorované pri napadnutí rastlín patogénmi. Práve to priviedlo výskumný tím k hypotéze, že mäsožravosť rastlín vznikla v evolúcii postupnou modifikáciou obranných mechanizmov s cieľom využiť ich na získavanie živín z koristi. Aby si túto hypotézu overili, simulovali napadnutie rastliny opakovanými vpichmi ihlou, ktoré mali napodobniť účinok hryzadiel hmyzu.

„Zistili sme, že aj takéto poranenie spúšťa kaskádu dejov vedúcich k ohybu tentákul a produkcii tráviacich enzýmov. Rozdiel bol však v tom, že po poranení tráviace enzýmy produkujú všetky pasce a po chytení koristi len tá pasca, ktorá bola v love úspešná. Toto je zaujímavé zistenie, pretože pre rastlinu nemá žiadny význam produkovať tráviace enzýmy, ak nie je v pasci prítomná korisť. Ide len o pozostatok evolúcie a potvrdenie teórie o vývine mäsožravosti z obranných reakcií rastlín. Dokonca aj tráviace enzýmy rosičky, ktoré sme identifikovali, sa nápadne podobajú enzýmom produkovaným pri napadnutí patogénom,dodal doktorand UK M. Krausko.

Ďalšie smerovanie výskumu

Ďalší výskum Mgr. Miroslava Krauska bude smerovať k identifikácii proteínov, ktoré sú zodpovedné za rýchly prenos elektrických a chemických signálov, ktoré umožňujú mäsožravým rastlinám reagovať na prítomnosť koristi rýchlym aktívnym pohybom a produkciou tráviacich enzýmov. 

 

Publikovaný abstrakt o výskume:

http://onlinelibrary.wiley.com/wol1/doi/10.1111/nph.14352/abstract

 

Informácie poskytli:

Mgr. Miroslav Krausko, doktorand Prírodovedeckej fakulty UK v Bratislave

PhDr. Andrea Földváryová, vedúca Oddelenia vzťahov s verejnosťou UK v Bratislave

 

Spracovala a uverejnila: Marta Bartošovičová, NCP VaT pri CVTI SR

Autor fotografií: doc. Andrej Pavlovič

Úvodné foto: Pixabay.com

Hore
QUARK
Prechod VK na VND - zima
Geosyntetika 2019
kúpa časopisov jún 2016
Atmosféra počas TVT 2018
Publikácie Veda v CENTRE
Aurelium - centrum vedy
CVTI SR 80. výročie
TVT 2018 články
TAG Zaujímavosti vo vede
TAG Centrum vedy
TAG Mládež
TAG QUARK
TAG Ženy vo vede
TAG Spektrum vedy
TAG Slovenská veda
TAG História
TAG Rozhovor
TAG Publikácia
banner záhrady
Zaujímavosti vo vede
Celá štruktúra GPS sa delí do troch zložiek – kozmická, riadiaca a užívateľská.
Zistite viac