Role mezi rostlinami a živočichy jsou rozděleny odedávna. První se živí potravou vskutku „andělskou“ – světlem. Těla rostlin pak konzumují býložravci a potravní pyramida je postavena na pevný základ. Existují ale také živočichové, kteří si dokázali vybrat si to nejlepší z obou světů a zcela bez skrupulí si fotosyntetizují.
Živočichové, kteří si neumí energii vyrábět sami, jsou závislí na tom, že ji „kradou“ těm, kteří již už mají, ať už jsou to jiní živočichové nebo rostliny. Představte si, že jste tvorem, který žije na dně mělkého moře. O živiny je v takovém prostředí, kde život přímo kypí, pěkná tlačenice. V situaci, kdy zuří válka všech proti všem, je ale ideální být samozásobitelem. Někteří živočichové si proto osvojili skutečně efektivní strategii – pustí rostliny do svého vlastního těla a ty jim potravu naservírují rovnou do trávicího traktu. Výzkum jednoho z těchto jedinečných tvorů, zadožábrého plže druhu Elysia chlorotica, který obývá mělké vody podél východního pobřeží Spojených států, přinesl řadu skutečně zajímavých překvapení. Ukázalo se, že celý proces „ochočování“ rostlin je složitější, než si vědci doposud mysleli.
O plžích a řasách
Mezi organismy, kterým se podařilo skamarádit se s rostlinami, najdeme i několik skupin měkkýšů, zejména plžů. Zdá se, že pravými přeborníky v této disciplíně jsou překrásní mořští plži z řádu zadožábrých (Opisthobranchia). Jejich těla jsou k tomu totiž velmi dobře přizpůsobena. Aby mohl živočich využívat dobrodiní rostlin, musí mít možnost umístit je někam na svůj povrch. Jedině tak jim totiž zajistí dostatek světla, které je nutné pro fotosyntézu. Zadožábří plži jsou často takřka průhlední a tak mají možnost umisťovat své drobné dobrodince nejen na povrch, ale také hluboko pod něj. I mezi zadožábrými však existují různé strategie, jak fotosyntetizující řasy zabudovat do svého těla. Plži z podřádu nahožábrých (Nudibranchia) jsou mořskými dravci. Nemohou tedy své symbionty, tedy organismy, které s nimi žijí v symbióze, získávat přímo z rostlinné potravy. Jsou proto odsouzeni k tomu, aby vyhledávali kořist, která už podobné zařízení vlastní. Tou jsou nejčastěji mořští koráli, v jejichž tělech jednobuněčné řasy už dávno žijí. Nahožábrým pak stačí jediné: nechat projít svou kořist trávicím traktem, ale životně důležité řasy při tom nestrávit.
Bublinkoví plži
Mezi zadožábré plže patří ještě zvláštní skupina drobných a téměř průhledných „slimáčků“, kteří mohou jít na věc rychleji. Jde o skupinu Sacoglossa, kterým se někdy říká také bublinkoví plži. Na rozdíl od svých příbuzných nahožábrých nejsou draví. Krmí se tak, že vysávají šťávy z mořských řas. Vzácný chlorofyl tak mohou získávat přímo. Ve všem je ale malý háček. Nahožábří získávají spolu s potravou symbionty, kteří již v některém hostiteli žili a jsou tedy na spolubydlení dobře přizpůsobeni. Bublinkoví plži se ale krmí na velkých mnohobuněčných řasách a vzácné zařízení na výrobu energie je z nich potřeba dostat zvláštní cestou. I s tímto zapeklitým úkolem si však příroda dokázala poradit. Jejich trávicí trubice je opatřena mnoha výběžky, v nichž se shromažďují fotosyntetizující jednotky, které plž získal z buněk řas. Schválně mluvíme o jednotkách. Nejsou to totiž celé buňky, ale pouze jejich „součástky“ – drobounké organely plastidy (viz rámeček). V plastidech je obsažen chlorofyl nebo jiné barvivo, díky němuž je možno energii slunečního záření zachycovat. Cesta k využívání „slunečních baterií“ však ještě není zcela umetena.
Rostlinná DNA v těle živočicha
Profesorka Mary Rumphová z americké University of Maine se problematikou symbióz věnuje již téměř dvě desítky let. V poslední době si se svými spolupracovníky posvítila právě na našeho starého známého, Elysia chlorotica, který patří mezi bublinkové plže. Elysia získává veškerou potravu z běžných mořských řas rodu Vaucheria. Záhadou však je, jak je možné, že chloroplasty, tedy rostlinné organely, ve kterých probíhá fotosyntéza, získané z řas, mohou v těle plže přežívat. Tvoří sice relativně samostatné jednotky a nesou i malou molekulu vlastní DNA. Potíž je však v tom, že pro svůj běžný provoz potřebují DNA, která je obsažena v jádrech buněk řas. Jak tedy mohou přežít v těle plže, které by jim tuto podporu poskytovat nemělo? Výzkum prof. Rumphové však ukázal, že opak je pravdou! Plžům se totiž podařilo něco neuvěřitelného. Jejich husarský kousek spočívá v tom, že z řas, jimiž se krmí, dokázali převzít úseky jaderné DNA, která je nutná pro zdárný průběh fotosyntézy. A nejen to! Tyto geny nalezli vědci i v jejich zárodečných buňkách, tedy vajíčkách a spermiích. Znamená to tedy, že každá další generace plžů už vždy bude mít potřebné geny k dispozici a bude si tak moci dobíjet své sluneční baterie.
21. STOLETÍ doplňuje:
Co je to horizontální přenos genetické informace?
Informace se mohou přenášet prostřednictvím různých prostředníků čili médií. Vlnění vzduchu, magnetofonový pásek, potištěný papír se ale od molekuly DNA, která nese genetickou informaci, přece jen liší. Informace nesená DNA, která je umístěna v jádře eukaryotních buněk, se totiž v drtivé většině přenáší pouze tzv. vertikální cestou. To znamená, že aby nějaký organismus takou informaci získal, může jí pouze zdědit po rodičích. K získání informace z knihy nebo z diskety ale nic takového třeba není – můžete ji bez problémů dát svému kamarádovi, aniž byste se museli stát jeho rodičem. U některých organismů se však vyvinula i schopnost předávat si genetickou informaci přímo z jedince na jedince. Tomuto způsobu, který je analogický předávání informace např. prostřednictvím řeči, říkáme horizontální přenos.
Rostliny na návštěvě u živočichů
Ačkoliv se to na první pohled nemusí zdát, organismy spolu rády spolupracují. Zdaleka se ale nemusí jednat jen o blízké příbuzné nebo jedince téhož druhu. Kooperace se vyplácí i velmi nepříbuzným skupinám organismů. Takovým vztahům, které jsou výhodné na obě strany, říkají ekologové vztahy symbiotické. Například většina živočichů nedokáže strávit celulózu, hlavní látku, z níž jsou vytvořeny stěny rostlinných buněk. Nebýt pomocníků z řad nejrůznějších mikroorganismů, které sídlí v trávicím traktu, zemřela by většina býložravců hlady. V přírodě najdeme ale i zvláštní vztah, kdy živočišná těla hostí rostliny. Často se jedná o zelené řasy, které se svým hostitelům za to, že je uchrání před všetečnými býložravci, odmění. Přenechají jim podíl na živinách, zejména cukrech, které vyprodukují díky slunečnímu světlu. Takovými symbionty bývají např. jednobuněčné řasy rodu Symbionidium z kmene obrněnek, které najdeme v tkáních řady mořských žahavců, např. korálů nebo u obrovských mořských mlžů zév (r. Tridacna).
Plastidy, mitochondrie a „univerzální platidlo“
Všechny organismy musí nějak získávat energii. Dvě nejvýznamnější skupiny organismů, živočichové a rostliny, si dobíjejí baterie jiným způsobem. Jak rostliny, tak živočichové patří mezi tzv. eukaryotické organismy. Znamená to, že jejich buňky jsou evolučně pokročilejšího typu. Ve srovnání s buňkami jednoduššími, tzv. prokaryotními, jsou jak výrazně větší, tak výrazně složitější. Pro výrobu energie si jak živočišné, tak rostlinné buňky ochočili některou z prokaryotických buněk. Ty z nich, které obsahují chlorofyl, tedy látku nezbytnou pro výrobu energie prostřednictvím slunečního záření, nazýváme plastidy a najdeme je v rostlinných buňkách. Buňky živočichů zase obsahují drobounké bakterie, které před miliardami let žily samostatně. Říkáme jim mitochondrie a energie se v nich vyrábí díky procesu, který se nazývá buněčné dýchání. U obou procesů je výsledkem drobná, ale nesmírně důležitá molekula, bez níž se žádná buňka neobejde – adenosintrifosfát neboli ATP, univerzální „platidlo“, nutné takřka pro všechny buněčné procesy.
