Zdumiewające odkrycie. Rośliny też są wybredne w doborze partnerów

System doboru naturalnego u zwierząt opiera się na odpowiednim wyborze partnera podczas rozmnażania. Cechy uznawane za atrakcyjne, przydatne i ważne dają większą szansę na sukces rozrodczy, a wiele zwierząt odbywa wręcz gody polegające na zaprezentowaniu się i ekspozycji takich cech. A co mają począć rośliny, zdane na zapylenie?

Zapylenie to sposób na rozmnażanie roślin powstały jeszcze w mezozoiku. Wyszedł naprzeciw możliwościom, jakie roślinom niesie przyroda. To rozmaite sposoby przenoszenia pyłku z materiałem genetycznym z kwiatu na kwiat.

Wśród roślin ksenogamicznych, czyli przechodzących zapylenie krzyżowe, mamy zatem zapylane przez wiatr, wodę czy zwierzęta, wśród nich chociażby owady, ptaki, ale także ślimaki, nawet tak nielubiane w naszych ogrodach pomrowy. Tak przeniesiony pyłek trafia na nową roślinę dość losowo, wszak nie ona decyduje, co i kto jej przyniesie. Wydaje się zatem, że wybór roślin w doborze partnerów jest żaden.

Tymczasem okazuje się, że jest inaczej.

Rośliny potrafią regulować, kto je zapłodni

Badania na ten temat przeprowadzili japońscy naukowcy z Uniwersytetu w Nagoi, a można je przeczytać w EMBO Reports. Posłużyło do nich wiele roślin, w tym doskonale nam znana rzeżucha, a także rzodkiewnik jadalny. W badaniach laboratoryjnych to roślina modelowa, podobnie jak myszy czy muszki owocówki wśród zwierząt.

Gdy pyłek dociera do znamienia na szczycie słupka, czyli żeńskiego organu rośliny okrytonasiennej, komórki męskie przechodzą przez łagiewkę pyłkową. To maleńki tunel, stanowiący kluczową drogę do zapłodnienia. Na znamię dociera jednak wiele ziarenek pyłku i nie każde zapłodni roślinę, podobnie jak nie każdy plemnik zapładnia komórkę jajową zwierzęcia.

Naukowcy z Japonii zajrzeli w głąb kwiatów za pomocą mikroskopu dwufotonowyego, aby ustalić, jak przebiega ten proces. Wyniki są zdumiewające.

Wynika z nich, że żeńska struktura kwiatu emituje sygnał chemiczny, który prowadzi do zwężenia albo rozszerzenia łagiewki. Dzięki niemu odpowiednie, wybrane ziarno pyłku zostaje wciągnięte do środka i zarazem droga zostaje zablokowana dla innych.

„To zupełnie jakby roślina emitowała sygnał: 'ty nie’ albo 'jestem już zajęta'” – mówi Yoko Mizuta z Uniwersytetu w Nagoi. Japonka opisała ten system przyciągania i odpychania pyłku wręcz jako rodzaj botanicznej „opery mydlanej”, pełnej zwrotów, trójkątów miłosnych i odrzuceń.

Rolnictwo może skorzystać na nowych odkryciach

Na gruncie biologii, botaniki, a nawet rolnictwa odkrycie może mieć ogromne znaczenie. Może zweryfikować nasze dotychczasowe sposoby uprawy roślin, zapylania ich i myślenia o tym, jak się rozmnażają. Może usprawnić uprawę wielu ważnych dla ludzi gatunków, a także pomóc ocalić te zagrożone wymarciem, względnie ograniczyć wpływ inwazyjnych. Okazuje się bowiem, że nasza wiedza o rozmnażaniu się roślin jest nadal mała.

Japończycy wskazują na to, że pozwoli to na wyższa efektywność rolniczą zwłaszcza w trudnych warunkach upraw. Zdaniem Yoko Mizuty, mechanizm regulacji łagiewki pyłkowej sygnałami chemiczny powstał właśnie jako metoda dostosowania się do życia roślin w trudnych warunkach, przy ograniczonej liczbie możliwych do zapłodnienia osobników tego samego gatunku. Zwiększenie sygnału sprawia, że więcej ziaren pyłku może trafić do łagiewki i zapłodnienie będzie skuteczniejsze.