Przełomowe odkrycie. Rośliny także karmią swoje młode

"Przetestowaliśmy hipotezę, że połączenia grzybni mikoryzowych zapewniają bezpośrednią ścieżkę przenoszenia węgla z zielonych i dokonujących już fotosyntezy storczyków do niefotosyntetycznych form tych roślin" - napisała prof. Katie Field na Twitterze i przedstawiła swoje badania na ten temat. Wynika z nich, że odżywianie i dokarmianie młodych osobników roślin, które jeszcze nie są zdolne do fotosyntezy, to fakt.

Na pozór nie ma to sensu, skoro rośliny to organizmy samożywne. Nie potrzebują pobierania pokarmu z zewnątrz (tylko niektóre uzupełniają braki niektórych pierwiastków za pomocą łapanych bezkręgowców). Przeprowadzają fotosyntezę, zatem potrzebują jedynie światła słonecznego, wody i chlorofilu. Problem pojawia się wtedy, gdy mamy do czynienia z młodymi roślinami, jeszcze niezdolnymi do przeprowadzania tego kluczowego w przyrodzie procesu. I na to rośliny znalazły rozwiązanie.

W "New Phytologist" można przeczytać opracowanie badań prof. Katie Field z Uniwersytetu w Sheffield zatytułowane "Transfer fotosyntatu z autotroficznych storczyków do współspecyficznych heterotroficznych protokormów poprzez wspólną sieć mikoryzową". Przekładając to na język nieco prostszy, otrzymamy tezę, że samożywne i przeprowadzające fotosyntezę storczyki zasilają pokarmem spokrewnione z nimi zaczątki nowych roślin zwane protokormem. Protokormy to typowe dla orchidei grupy niezróżnicowanych komórek miękiszowych powstających podczas kiełkowania nasion. Nie są jeszcze samożywne, a dorosła roślina zasila je za pomocą grzybni.

Do badań posłużyły spotykane również w Polsce storczyki z gatunku kukułka Fuchsa. Kukuła bowiem to nie tylko ptak podrzucający jaja do gniazd innych ptaków, ale także rosnąca u nas roślina. I to storczyk. Orchidee kojarzą się nam raczej z tropikami - i słusznie, tam występuje ich najwięcej. Rosną jednak także w Polsce i klimacie umiarkowanym. Kukułki to 75 gatunków takich roślin, z czego 15 rośnie w Polsce np. kukułka Fuchsa, kukułka szerokolistna, kukułka bałtycka (spotykana tylko na północnym-wschodzie Polski), kukułka krwista i inne.

Kukułki Fuchsa rosnące w Wielkiej Brytanii posłużyły do badań nad tym, w jaki sposób dorosłe osobniki tych roślin dbają o młode zaczątki komórek zwane protokormem, typowe dla tej grupy. Kluczem okazała się sieć grzybni grzyba znanego jako podstawkorożek szarawy. To grzyb znany rolnikom jako ten, który wywołuje wiele chorób roślin uprawnych np. traw, darni, ale także truskawek. On jest odpowiedzialny za chorobę grzybiczną zwaną czarną zgnilizną korzeni truskawek. Jednocześnie jednak ten grzyb jest znany z tego, że wchodzi w relację ze storczykami w ramach mikoryzy.

Mikoryza to powszechne w przyrodzie zjawisko współżycia i współpracy korzeni czy nasion roślin z grzybami. I to zjawisko wykorzystały storczyki we współpracy z postawkorożkiem.

Badania z Wielkiej Brytanii wskazują na to, że protoklormy storczyka gromadzą związki chemiczne dostarczone im przez osobniki dorosłe za pomocą sieci tej grzybni. Grzyby tworzą o wiele rozleglejsze i dokładniejsze sieci transferowe niż rośliny i ich korzenie. Dzięki nim można przesyłać chociażby pokarm na dalsze odległości, nie tylko w bezpośrednim sąsiedztwie rośliny. To pozwala storczykom rozprzestrzeniać się dalej i zasilać młode osobniki w najtrudniejszym dla nich okresie, zanim staną się w pełni samożywne i samowystarczalne.

Przełom wiąże się nie tylko z wykazaniem, że rośliny są zdolne do karmienia swoich następnych pokoleń, a zatem w jakimś sensie swoich młodych. Także tego, że grzybnie znajdujące się w wielu ekosystemach znajdują ogromne zastosowanie i to nie tylko przydatne samym grzybom, ale wielu innym żyjącym tu organizmom. W każdym razie to unikalny przykład opieki rodzicielskiej roślin nad swoimi dziećmi, typowy raczej dla zwierząt. 

A osobnym paradoksem jest to, że dokonuje tego akurat roślina nazwana kukułką, czyli o nazwie tożsamej z ptakiem, którego wiele gatunków (w tym nasz polski) opieki rodzicielskiej nie przejawia.