Rośliny próbują z całych sił uzyskać odporność. Ponoszą wysoką cenę

Niejednokrotnie miłośnicy roślin i kwiatów zmagają się z ich chorobami. Jak już informowaliśmy fuzarioza, alternarioza, rizoktonioza przyczyniają się do pogorszenia kondycji, a nawet obumierania roślin doniczkowych. Ich objawami są żółknięcie i plamy na liściach, osłabienie wzrostu czy więdnięcie. Jak wynika z badań przeprowadzonych na Uniwersytecie w Maryland niejednokrotnie rośliny ponoszą wysoką cenę za wypracowanie dużej odporności na różne choroby.

Naukowcy zastanawiali, dlaczego młode organizmy nie rozwijają silniejszej odporności na choroby. I nie chodzi tutaj o większe ryzyko śmierci. Jak twierdzi Emily Bruns, adiunkt biologii na UMD i współautorka badania, istnieje kompromis, który uniemożliwia roślinom całkowite zwalczenie choroby.

Naukowcy zbadali dziką roślinę o nazwie Silene latifolia (powszechnie znaną jako lepnica biała) i jej związek z chorobą grzybową zwaną po angielsku anther smut, która ją infekuje. Choroba ta nie zabija roślin, ale hamuje produkcję pyłku, uniemożliwiając im rozmnażanie się. Testując 45 różnych wariantów genetycznych Silene, zespół odkrył, że rośliny o silniejszej odporności na choroby jako sadzonki wytwarzały znacznie mniej kwiatów i nasion w ciągu swojego życia, gdy były uprawiane na polu wolnym od chorób. Tymczasem rośliny o silniejszej odporności już jako dorosłe nie wykazywały problemów z kwitnieniem.

Jak można przeczytać w artykule opublikowanym w czasopiśmie "Proceedings of the National Academy of Sciences" okazało się, że młode rośliny płaciły wyższy „koszt” za walkę z chorobą w porównaniu z dorosłymi roślinami. Jak twierdzi Bruns “mają mało energii do wydania. Jeśli młode rośliny przeznaczają ją na obronę przed chorobą, nie mogą jej przeznaczyć na przyszły wzrost”.

Zespół był zaskoczony, że koszty te nie pojawiły się od razu. Rośliny, które zainwestowały w odporność na choroby jako sadzonki, wyglądały dobrze na początku, ale produkowały znacznie mniej kwiatów w drugim roku, kiedy reprodukcja normalnie osiąga szczyt. Co ciekawe, naukowcy odkryli również, że rośliny męskie poniosły znacznie wyższe koszty odporności na choroby niż rośliny żeńskie. Bruns zauważyła, że może to wynikać z faktu, że rośliny męskie wytwarzają znacznie więcej kwiatów niż rośliny żeńskie, aby rozprzestrzenić swój pyłek tak szeroko, jak to możliwe. Sprawia to, że koszt przeznaczania zasobów na odporność na choroby jest szczególnie wysoki dla osobników płci męskiej.

Odkrycie to ma szerokie implikacje, wykraczające poza dzikie rośliny. Ponieważ podatność młodych osobników powoduje epidemie chorób u wielu gatunków, zrozumienie mechanizmów ewolucyjnych stojących za tym może pomóc w opracowaniu strategii zarządzania chorobami w rolnictwie, ochronie przyrody i zdrowiu publicznym.