Aj v rastlinnej ríši platí, že všetko zlé je na niečo dobré.
Banksia prionotes je druh rastliny, v prípade ktorej vyvoláva negatívna činnosť ľudí spontánne kríženie s iným druhom banksie. Nový kríženec tak získava vlastnosti, ktoré mu dávajú výhody. Zdroj: WIKIMEDIA CC/John Jennings
Znečisťovanie životného prostredia, ekologická a klimatická kríza ohrozujú nielen samotného človeka, ktorý ich negatívnymi zásahmi spôsobil, ale aj živočíchy a rastliny. Dopad antropogénnej činnosti na prírodné prostredie spôsobil úbytok biologickej rozmanitosti. V súčasnom období odborníci zaznamenávajú globálny pokles biodiverzity na troch úrovniach, a to génovej, druhovej a ekosystémovej.
Môže to znieť neuveriteľne, no v rastlinnej ríši existujú unikátne druhy, ktorým negatívne zásahy človeka, naopak, prinášajú výhody a pozitívne ovplyvňujú ich evolúciu. Takúto výsadu majú dva pre Európana exotické rastlinné druhy Banksia hookeriana a Banksia prionotes, ktorých domovom je Austrália. Odpoveď na otázku, ako je možný takýto paradox, vysvetľujú odborníci tým, že negatívne činnosti ľudstva stimulujú práve v prípade týchto výnimočných rastlín spontánne medzidruhové kríženie.
Výsledkom sú prirodzené krížence – hybridy -, ktoré majú v dôsledku zvýšenej genetickej rôznorodosti väčšiu konkurencieschopnosť. Prejavujú sa vyššou toleranciou voči životnému prostrediu, sú prispôsobivejšie a životaschopnejšie ako pôvodné rodičovské druhy.
Teda aj v rastlinnej ríši platí, že všetko zlé je na niečo dobré. Rastlinní genetici už oddávna poznajú fenomén, ktorého názov je heterózny efekt. Spočíva v tom, že pri krížení rastlín krížence prvej dcérskej generácie, ktorá sa označuje ako F1, nejakým spôsobom prevyšujú rodičovské rastliny. Pre spontánne krížence B. hookeriana a B. prionotes to platí jednoznačne.
Neopeľujú ich včely
Pozrime sa najprv bližšie na tieto zaujímavé druhy. Čo charakterizuje rastliny, ktorým človek devastuje biotopy, a tým nepriamo stimuluje ich hybridizáciu?
Banksia hookeriana a Banksia prionotes sú dominantnými zložkami flóry rozsiahlych piesočných oblastí juhozápadnej Austrálie. Často rastú aj na piesočných dunách. Ich reprodukčné súčasti sú hlavným zdrojom obživy domorodých zvierat. Nádherné kvety, ktoré obdivujú ekoturisti, sa uplatňujú pri priemyselnom spracovaní na surovinu pre viaceré odvetvia i ako dekoratívne doplnky kytíc v kvetinárstvach. Opeľovačmi paradoxne nie sú včely, ale austrálske vtáky medárik bielolíci (Phylidonyris nigra) a medárik hnedý (Lichmera indistincta), ktoré sa živia ich nektárom.
Prvá uvedená rastlina je všeobecne známa ako Hookerova banksia, ktorá pochádza zo západnej Austrálie. Názov získala podľa priezviska anglického botanika a cestovateľa sira Josepha Daltona Hookera. Je pozoruhodná tým, že značne rozvetvený ker dosahuje až štvormetrovú výšku a trojmetrovú šírku. Druhá spomenutá je všeobecne známa ako oranžová banksia. Vyskytuje sa buď ako krík, alebo ako strom, ktorý môže dosiahnuť až desaťmetrovú výšku. V extrémnych podmienkach môže byť aj oveľa nižší. Takýto možno nájsť v exponovanejších oblastiach západnej Austrálie.
Čo treba pre skríženie
Na to, aby prebehlo medzidruhové kríženie divo rastúcich rastlinných druhov, musia rodičovské rastliny spĺňať určité podmienky. Ich biotopy sa musia nachádzať v takej vzdialenosti, aby boli dostupné pre rovnaké opeľovače. Mali by tiež kvitnúť v približne rovnakom čase a musia sa vyznačovať určitým stupňom peľovej kompatibility. Ako sú na tom obe banksie?
Ukázalo sa, že až na spoločný čas kvitnutia ich spĺňajú. Na zdevastovaných lokalitách majú navyše oveľa viac kvetov. V narušených biotopoch sa čas ich kvitnutia jednoducho mení. Pri B. prionotes sa etapa kvitnutia predlžuje, pri B. hookeria zase dochádza k jej skoršiemu nástupu. V konečnom dôsledku sa čas kvitnutia dostatočne prekrýva a hoci obidve banksie uprednostňujú rôzne pôdy, často sa vyskytujú dostatočne blízko seba, aby sa medzi nimi mohli pohybovať rovnaké opeľovače.
Z genetického aspektu odborníci potvrdili, že negatívne antropogénne aktivity stimulujú ich spontánnu hybridizáciu prostredníctvom zvýšenej tvorby kvetov, samčích a samičích pohlavných buniek (gamét) a zvýšenej výmeny a kombinovania génov. Pri medzidruhovom krížení oboch banksií vznikajú nové génové kombinácie. Umožňujú, aby sa v prípade hybridov prejavili také kombinácie znakov a vlastností, ktoré by ich favorizovali oproti rodičovským jedincom.
Výsledné hybridy F1 sú plodné. Kvalita a kvantita produkovaných semien je v porovnaní s pôvodnými rodičovskými druhmi prinajmenšom podobná alebo vyššia. Všeobecne sa predpokladá, že výmenu a smer prenosu či toku génov medzi kríženými druhmi môžu ovplyvniť ekologické, behaviorálne a evolučné faktory. Tie rozhodujú, ktoré kombinácie génov vzniknú prioritne. Je však potrebný ďalší výskum, aby odborníci overili, či sa nové kombinácie génov udržia v genóme kríženca. Ak áno, či to bude trvalé, alebo len dočasné.
Šiška so semenami druhu Banksia hookeriana. Zdroj: WIKIMEDIA CC
Prečo sú na zdevastovaných územiach mohutnejšie?
Túto záhadu odborníci vysvetľujú tým, že pre dané druhy sú na narušených biotopoch paradoxne dostupnejšie zdroje živín a vody. Je to výsledok toho, že sa znížila konkurencia iných rastlinných druhov v „zápase“ o ne. Jav možno pozorovať v juhozápadnej Austrálii pozdĺž diaľnic, opustených banských diel, železníc a pozostatkov zhorenísk.
Kríženie medzi druhmi – medzidruhová hybridizácia – neprebieha len v špecifických biotopoch. Napríklad hybridy oboch banksií nie sú len dielom zdevastovanej prírody, ale možno ich získať aj zámerným krížením oboch druhov v experimentálnych laboratórnych podmienkach. Ich zámerná hybridizácia potvrdila dobrú schopnosť kríženia týchto exotických druhov vďaka tomu, že majú vysoko kompatibilný peľ.
Ďalšie podobné druhy môžu pribúdať
Všeobecne sa usudzuje, že hybridné formy rastlín, ktoré sa vyznačujú vyšším stupňom genetickej rôznorodosti – heterozygotnosti -, sa ľahšie prispôsobia novým a často oveľa horším ekologickým podmienkam. Pod pojmom heterozygot sa rozumie jedinec, ktorý má vo svojom genóme pre špecifický znak alebo vlastnosť dve rôzne alely, respektíve verzie génu a každá pochádza od jedného z rodičov.
Odborníci v súčasnosti predpokladajú, že globálne krízy, ktoré sú dôsledkom neuváženej ľudskej činnosti, môžu v budúcnosti narúšať a ovplyvňovať pôvodné biotopy ďalších rastlinných druhov. Predpokladá sa, že budú pribúdať ďalšie rastlinné druhy, ktoré postihne rovnaký osud ako austrálske banksie. Výsledkom spontánnej medzidruhovej hybridizácie, ktorú zariadi samotná príroda, bude pozitívne ovplyvňovaná ich evolúcia.
Vedci môžu zámerne využiť medzidruhové kríženie ako metódu vhodnú na záchranu niektorých hospodársky významných rastlinných druhov. Napríklad pri záchrane emisiami poškodených porastov jedle bielej (Abies alba) na Slovensku sa uvažuje ako o jednej z možných záchranných stratégií využiť scenár, ktorý napísala príroda v prípade banksií a ktorý spočíva v medzidruhovej hybridizácii s iným druhom jedle.
Použitá literatúra a zdroje: DOI: 10.1046/j.1420-9101.2003.00548.x, DOI: 10.1086/297385, DOI: 10.1016/j.tree.2021.02.010, William Stern – Plant Names Explained: Botanical Terms and Their Meaning, A. Kormuťák – Medzidruhové hybridy jedlí pre imisné oblasti Slovenska
