Zpět na články

Válka, nebo křehká spolupráce? Český výzkum vrhl nové světlo na rostlinná společenstva

Člověk nemusí být botanik, aby věděl, že se určité květiny ve váze nesnesou, zatímco jiné vydrží čerstvé i několik dní. Za celým jevem nestojí žádné mystické sympatie, ale chemické látky, které rostliny vypouští do vody. V přírodě by podobné interakce mohly hrát ještě důležitější roli. Rostliny zde mohou vést své drobné "války" dlouhá léta, půdu si pomalu přizpůsobovat, zlepšovat či snižovat její příhodnost pro jiné rostlinné skupiny a zvát si na pomoc symbiotické spojence ve formě hub, bakterií a půdních mikroorganismů. Řídí se ale celé toto zápolení nějakými pravidly?

Mimořádně agresivní pro okolní přírodu jsou například bolševníky. Ilustrační snímek Mimořádně agresivní pro okolní přírodu jsou například bolševníky. Ilustrační snímek, zdroj: ThinkStock

Právě na tuto otázku se pokusila nalézt odpověď trojice českých botaniků, kteří své závěry nedávno publikovali ve vědeckém časopisu Oecologia. Rostliny mohou ovlivňovat složení půdy bezpočtem způsobů. Při svém růstu spotřebovávají již přítomné živiny. Jejich odumírající části naopak důležité látky, nezřídka ve výrazně pozměněném složení, přinášejí do půdy zpět.

Tyto změny, spolu s cíleným i necíleným signálem o přítomnosti rostliny, lákají specifické patogeny, parazity a symbionty. Zároveň se v reakci na látky, které vypouštějí kořeny, mění složení půdních mikroorganismů a jejich aktivita. Výsledkem je, že třeba takovou půdu ze smrkového lesa můžeme od hlíny z bučiny poznat na první pohled.

Čeští výzkumníci nejsou za dlouhá desetiletí první, kdo se o vzájemné vztahy rostlin zprostředkované půdou zajímá. Většina badatelů se ale z různých důvodů zaměřila především na vztahy mezi příslušníky jednoho druhu. Srovnání úspěšnosti rostlinek na půdě, kde předtím rostli příslušníci stejného druhu, a půdě zcela "panenské" či původně obývané jinými druhy, ukázalo, že půda obývaná příslušníky stejného druhu je nezřídka vhodnější než půda "cizí".

Co se týče vztahů mezi různými druhy rostlin, dřívější výsledky vykreslily značně nejednotný obraz. Podle některých studií by se mělo dařit rostlinám spíše v půdě obývané jejich blízkými příbuznými, podle jiných ale nejde vysledovat žádný vztah.

Další výzkumníci navrhli, že by růstu rostlin mohla zvláště svědčit půda obývaná dlouhověkými a velkými rostlinami s velkou plochou listů. Celkově by potom měly spolu tvořit společenstva především rostliny, které si navzájem uzpůsobují půdu tak, aby jim vyhovovala.

S cílem ověřit tyto hypotézy čeští botanici srovnali několik desítek studií, které se příbuznými otázkami zabývaly. Následně podle věrohodných databází doplnili údaje o příbuznosti studovaných rostlin, některé detaily jejich vlastností a údaje o rozšíření v evropských společenstvech. Na základě velkého datového souboru následně statisticky ověřili jednotlivé hypotézy.

Přiživují se na příbuzných

Výsledky provedené metaanalýzy ukázaly, že přibližně stejné množství rostlin roste lépe v půdě obývané příslušníky jejich vlastního druhu, jako v půdě cizích druhů. Co se ale týká samotného vlivu cizích druhů, jejich vliv na příhodnost půdy pro každý jeden studovaný druh vykázala poměrně jasnou souvislost s příbuzenskými vztahy.

Příhodnější byla zpravidla půda obývaná zástupci příbuzných druhů a linií než půda obývaná vzdálenějšími liniemi rostlin. Závislost nicméně s rostoucí vzdáleností na pomyslném stromu života pomalu vyznívala a pro linie, které se oddělily před více než zhruba miliony let, zmizela úplně.

Tento objev, stejně jako jednoznačný směr pozorované zavilosti, je poněkud překvapivý. Příbuzné rostliny si totiž stejně dobře mohou škodit, jako pomáhat. Leckdy by mohlo být výhodnější přiživit se na úkor příbuzného druhu, potenciálního konkurenta. Navíc je poměrně oprávněné očekávat, že se příbuzné druhy budou navzájem spíše podobat a budou si proto navzájem spíše ubírat zdroje. Jak se ale ukazuje, změny, v jejichž směru druh proměňuje půdu, ve statistickém měřítku poměrně výrazně svědčí i jeho blízkým příbuzným.

Připravují pro sebe půdu

Dále se ukázalo, že rostliny prokazatelně rostou lépe v půdě obývané vyššími druhy rostlin, než jsou ony samy. V neposlední řadě se podařilo vědcům demonstrovat, že spolu v přírodě o něco častěji rostou druhy, které si vzájemně přizpůsobují půdu tak, že je vhodnější i pro druhého. Tato závislost je, pravda, poměrně slabá a ukázala se jen na datech pocházejících z české databáze rostlinných společenstev.

Stejný test provedený na datech z holandské databáze průkazný nebyl. Nicméně i společenstva ze západní Evropy vykázala podobný trend. Tento rozdíl může být například důsledkem faktu, že jsou středoevropská společenstva stabilnější, nebo méně narušená invazními druhy.

V každém případě se tak potvrdily dřívější náznaky, že se rostlinná společenstva v průběhu svého vývoje formují tak, aby zahrnovala především druhy, které si navzájem svědčí, podporují se v růstu a přispívají ke stabilitě společenstva.

Celá studie ale není užitečná jen pro vědce, které se zabývají vývojem ekosystémů. Výrazně může napomoci například při studiu invazních rostlin a společenstev, která jsou k jejich šíření velmi náchylná, nebo vzniku a vymírání rostlinných druhů. Nově vznikající druhy rostlin totiž mohou přednostně měnit své nároky na živiny, takže si tolik nekonkurují.

Zdroj: Kuťáková E, Herben T & Münzbergová Z (2018): Heterospecific plant–soil feedback and its relationship to plant traits, species relatedness, and co-occurrence in natural communities. Oecologia, online.

diskuze: 0 příspěvků, nových

Zpět na články