Storczyk zawarł sojusz z grzybami. Przy okazji stał się pasożytem

Storczyki od dawna są znane ze swojego unikalnego sposobu pozyskiwania substancji odżywczych. W większości przypadków współżyją z grzybami mikoryzowymi – dostarczają im cukrów z fotosyntezy, w zamian otrzymując minerały i wodę. Jednak Oreorchis patens poszła krok dalej – może w dużej mierze zrezygnować z fotosyntezy i czerpać nawet połowę niezbędnych składników odżywczych z grzybów.

Nowe badania wykazały, że ta roślina wybiera swojego symbionta w zależności od środowiska. Gdy rośnie w pobliżu butwiejecego drewna, jej korzenie zaczynają współpracować z grzybami saprotroficznymi, które żyją na rozkładającej się materii organicznej. W efekcie roślina rośnie większa i produkuje więcej kwiatów.

Kłącza – klucz do pasożytnictwa?

Badania terenowe przeprowadzone przez japońskiego botanika Kenjiego Suetsugu i jego zespół wykazały, że Oreorchis patens wykazuje interesującą cechę – niektóre jej osobniki wytwarzają charakterystyczne, koraloidalne kłącza, przypominające podziemne bulwy czy „palce” koralowców od których biorą nazwę. Kłącza zazwyczaj pełnią funkcję magazynów wody i składników odżywczych, uczestniczą też w rozmnażaniu rośliny.

„Pomyślałem, że możemy porównać rośliny z tymi organami do tych, które ich nie mają, i zmierzyć, ile dodatkowych składników odżywczych otrzymują” – wyjaśnia Suetsugu.

Okazało się, że rośliny z koraloidalnymi kłączami mają o 34 proc. więcej kwiatów i o 35 proc. wyższe pędy kwiatowe niż te, które ich nie mają. Analiza izotopowa wykazała również, że rośliny z koraloidalnymi kłączami znacznie większą część wykorzystywanego przez siebie węgla pozyskują z grzybów.

Choć odżywianie się kosztem grzybów („mykoheterotrofia”) może przynosić korzyści, tylko około 10 proc. badanych osobników Oreorchis patens rozwija taką strategię. Dlaczego? Kluczowym czynnikiem wydaje się dostępność odpowiednich grzybów – Psathyrellaceae, które są obecne wyłącznie w pobliżu rozkładającego się drewna.

To oznacza, że pasożytnictwo wśród tych orchidei jest bardziej wynikiem okazji niż konieczności. Rośliny nie zmieniają swojej strategii życiowej dlatego, że brakuje im światła do fotosyntezy, ale dlatego, że mogą skorzystać z łatwiej dostępnych zasobów od grzybów saprotroficznych. Po co się męczyć z fotosyntezą, skoro te same związki chemiczne można po prostu zabrać sąsiadom.

Ewolucja w stronę pełnego pasożytnictwa?

Naukowcy podejrzewają, że takie częściowe pasożytnictwo może być etapem przejściowym do pełnej utraty zdolności fotosyntezy, co zaobserwowano już w niektórych spokrewnionych rodzajach, takich jak Corallorhiza (należy do niego występujący w Sudetach, Karpatach i na Mazurach żłobik koralowy).

„Nasze odkrycia pomagają zrozumieć, jak rośliny balansują między różnymi strategiami przetrwania, co może mieć znaczenie dla ochrony różnorodności storczyków” – podkreśla Suetsugu.

Przyszłe badania mogą dać odpowiedź na pytanie, jakie czynniki wyzwalają rozwój kłączy i czy proces ten można sztucznie indukować. Odkrycie mechanizmów rządzących wyborem strategii żywieniowej mogłoby pomóc w ochronie zagrożonych gatunków i zrozumieniu jednego z najbardziej niezwykłych zjawisk w ewolucji roślin.