Publikácia o mäsožravých rastlinách, ktorá doteraz chýbala ako soľ

12. mar. 2018 • Biologické vedy

Publikácia o mäsožravých rastlinách, ktorá doteraz chýbala ako soľ

Tvária sa ako nevinné rastliny, no v podstate ide o agresívne tvory. Mäsožravé rastliny... Do ich výskumu sa zaborila Ildikó Matušíková, PhD. z Katedry ekochémie a rádiológie Univerzity sv. Cyrila a Metoda v Trnave, ktorá tu pôsobí ako vysokoškolský pedagóg, s odborným zameraním na molekulárne odpovede rastlín na rôzne typy stresov v životnom prostredí. Je jednou zo spoluautoriek publikácie Carnivorous Plants, sumarizujúcej najnovší výskum fyziológie, ekológie a vývoja mäsožravých rastlín. Pri tejto príležitosti nám Ildikó Matušíková, PhD. poskytla rozhovor.

S. CIGÁŇOVÁ: Čím vás očarili mäsožravé rastliny?

I. MATUŠÍKOVÁ: Musím priznať, že najprv som neoplývala sympatiami voči týmto „agresívnym” tvorom, čo sa tvárili ako nevinné rastliny. Očarenie prichádzalo postupne, ako som získavala poznatky o ich fascinujúcich stratégiách lákania koristi, jej ulapenia až po rozklad a využitie ako zdroj chýbajúcich živín.

S. C.: Čo vás teda viedlo k tomu skúmať ich?

I. MATUŠÍKOVÁ: Môj školiteľ dizertačnej práce – Dr. Jan-Peter Nap z Holandska – toho času šéfoval veľkému medzinárodnému projektu INCO-COPERNICUS, ktorého partnerom bolo aj moje vtedajšie pracovisko na SAV. Projekt bol zameraný na zlepšenie odolnosti zemiaka pomocou génového inžinierstva. Už vtedy sa však vedelo, že aj najsľubnejšie molekuly pre genetický prenos často zlyhávajú, pretože patogény si na ne čoskoro zvyknú a rastliny stratia nadobudnutú odolnosť. Dr. Nap preto s kolegami uvažoval, ako tento problém obísť a aké gény by sme mali prenášať. Prišli tu do obrazu mäsožravé rastliny so schopnosťou rozkladať hmyz. Dr. Nap špekuloval, že tráviace výlučky mäsožraviek by mohli obsahovať „agresívne” enzýmy, ktoré by účinne rozkladali aj bunkové steny patogénnych mikroorganizmov. Nakoľko mäsožravky sú od prirodzených hostiteľov patogénov – kultúrnych plodín – geneticky vzdialené, patogény by si „zvykali“ na tieto enzýmy ťažšie. A tak som zrazu mala zadefinovanú tému dizertačnej práce a začali sme...

S. C.: Aké hlavné výsledky ste dosiahli v rámci vašej práce s mäsožravými rastlinami?

I. MATUŠÍKOVÁ: Náš výskum týchto rastlín, konkrétne rosičky okrúhlolistej (Drosera rotundifolia), bol na začiatku veľmi rozpačitý. Chceli sme ich skúmať na molekulárnej úrovni, ale vtedy (pred 15 rokmi) nebola známa jediná jadrová sekvencia DNA. Nefungovali ani bežné laboratórne postupy pre izolácie DNA či proteínov z týchto rastlín. Postupne sme však vypracovali funkčné protokoly, izolovali niekoľko prvých jadrových sekvencií DNA vôbec a ako prví sme potvrdili aj rastlinný pôvod určitých enzýmov v tráviacich výlučkoch rosičky. Myslím, že najdôležitejší prínos našej práce s týmito rastlinami je potvrdenie toho, že mäsožravé rastliny využili svoj existujúci repertoár obranných enzýmov voči patogénom aj na trávenie koristi. V prípade týchto rastlín preto platí „dve muchy jednou ranou“ doslova.

S. C.: Aký prínos má výskum mäsožravých rastlín pre odbornú či laickú verejnosť?

I. MATUŠÍKOVÁ: Pre odbornú verejnosť sú mäsožravé rastliny unikátnym modelom pre rôzne evolučné a ekofyziologické štúdie. Pre laickú verejnosť boli dlho prínosné najmä pre širokú škálu unikátnych medicínskych účinkov. V poslednej dobe sa však hranica medzi prínosmi pre obe skupiny zmýva vďaka špecifickým vlastnostiam tráviacich výlučkov mäsožraviek využiteľných v praxi. Napríklad niektoré enzýmy z krčiažnika (Nepenthes) perfektne štiepia gliadíny pšenice, a preto majú potenciál byť efektívnymi prírodnými prídavkami potravy pre celiatikov. Adaptačné mechanizmy a stratégie pascí sú aj nesmierne bohatou biomimetickou inšpiráciou pre tvorbu nových materiálov, napr. pre nanomateriály vhodné v medicíne pre tkanivové inžinierstvo, pre nátery odpudzujúce rôzne tekutiny (vodu, uhľovodíky, ropu či krv) a odolávajúce adhézii ľadu či rias (napr. na lodiach). Takýchto príkladov je dnes už mnoho a možnosti sú naďalej otvorené...

ilustračné foto /pixabay.com/ekke/

S. C.: Ako by ste charakterizovali publikáciu Carnivorous Plants? Čím je výnimočná?

I. MATUŠÍKOVÁ: Od vydania poslednej komplexnej knižnej publikácie o tejto zvláštnej skupine rastlín v roku 1980 je táto kniha unikátnym spracovaním všetkého, čo je o nich nové a zaujímavé. Sumarizuje najnovší výskum v oblastiach fyziológie, ekológie a vývoja mäsožravých rastlín, ale prináša aj výsledky špičkového internacionálneho výskumu celých genómov mäsožravých rastlín. V tejto knihe si na svoje príde laický nadšenec aj vedec, nakoľko sumarizuje veľké množstvo znalostí z rôznych odborov. Popísaných je tu mnoho zvláštností aj rafinovaných mechanizmov mäsožraviek, o ktorých väčšina z nás nikdy nepočula. Mne sa v každom smere javí predovšetkým veľmi inšpirujúca.

S. C.: Aký bol motív vytvoriť takúto publikáciu?

I. MATUŠÍKOVÁ: Komunita vedcov zaoberajúcich sa mäsožravými rastlinami donedávna nebola veľmi veľká. Za posledné desaťročia sa však značne rozrástla a téma mäsožravých rastlín dnes už „zamestnáva“ odborníkov mnohých zameraní. Technicko-metodické vymoženosti modernej vedy doslova spôsobili explóziu výskumu aj nových poznatkov, ktoré boli síce publikované, ale postupne sa stávalo nemožným pre človeka držať krok a sledovať, „čo nové“ sa zistilo a v akej oblasti. Jedna naozaj prehľadná publikácia o mäsožravých rastlinách tu už preto chýbala ako soľ.

S. C.: Aj vy osobne ste prispeli k jej tvorbe. V čom spočíva gro vášho príspevku?

I. MATUŠÍKOVÁ: Dostalo sa mi veľkej pocty prispieť do tejto knihy kapitolou o biochemických procesoch trávenia v mäsožravých rastlinách. Spolu s dvoma ďalšími vynikajúcimi odborníkmi v tejto oblasti sme zhrnuli, čo všetko sa deje v pasciach mäsožravých rastlín od momentu, keď v nich uviazne korisť až po jej rozklad na využiteľné živiny. Snažili sme sa podať nielen prehľadný sled prebiehajúcich procesov, ale aj charakteristiku aktívnych zložiek tráviacich výlučkov a vysvetlenie, ako sa tráviace enzýmy v priebehu evolúcie vyvinuli z proteínov s inou funkciou.

S. C.: Čo plánujete v najbližšej dobe v rámci výskumu mäsožravých rastlín? Čomu sa chcete venovať?

I. MATUŠÍKOVÁ: Mäsožravé rastliny sú pre zvedavcov ako stvorené: Keď sa pri ich výskume jedny dvere zatvoria, iné sa otvoria. Pre mňa sa javí ako mimoriadne lákavé využiť na výskum tráviacich mechanizmov týchto rastlín pozitrónovú emisnú tomografiu, ktorá je používaná v medicíne na sledovanie pohybu rádioaktívnej látky v tele pacientov. Na Katedre ekochémie a rádiológie UCM v Trnave by sme touto technikou chceli študovať, do ktorých pletív sa živiny z pasce dopravia a na čo ich rastlina využije. Mäsožravé rastliny totiž musia riešiť dilemu, či budú investovať do výstavby nových pascí, do rastu, produkcie potomstva alebo do energeticky náročnej adaptácie na stresové podmienky. Odpovede na podobné otázky sú dôležité pre naše znalosti o adaptabilite rastlín na klimatické zmeny či regulácii energetických potrieb rôznych procesov v rastlinách.

*********************************************

Ildikó Matušíková, PhD. z Katedry ekochémie a rádiológie Univerzity sv. Cyrila a Metoda v Trnave je jednou zo spoluautoriek publikácie Carnivorous Plants. Kniha vyšla v Oxford University Press.

Sumarizuje najnovší výskum fyziológie, ekológie a vývoja mäsožravých rastlín, poskytuje agendu pre budúci výskum a zahŕňa príspevky popredných svetových lídrov v tejto oblasti. Od vydania poslednej komplexnej knižnej publikácie o tejto fascinujúcej skupine rastlín v roku 1980 je táto kniha unikátnym spracovaním všetkého, čo je nové a zaujímavé – od výsledkov výskumu na úrovni génov až po moderné medicínsko-biotechnologické aplikácie.

 

Zhovárala sa: Slávka Cigáňová (Habrmanová), NCP VaT pri CVTI SR

Foto zdroj: https://global.oup.com/academic/product/carnivorous-plants-9780198779841?cc=sk&lang=en&

Ilustračné foto: Pixabay.com /ekke/

Uverejnila: VČ

 

Hore
Prechod VK na VND
Noc výskumníkov 2018
kúpa časopisov jún 2016
Atmosféra počas TVT 2017
Publikácie Veda v CENTRE
Aurelium - centrum vedy
CVTI SR 80. výročie
QUARK
TVT 2017 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
Mravce a termity tvoria až jednu tretinu biomasy v suchozemských ekosystémoch.
Zistite viac