Nejrozsáhlejší globální analýza vztahů mezi rostlinami a jejich opylovači vyvrací dlouho přijímanou představu, že směrem k rovníku jsou mezidruhové interakce stále specializovanější. Nová mezinárodní studie, vedená českými vědci z Univerzity Karlovy a Akademie věd ČR ukazuje, že klíčovou roli hraje klima, jehož proměny proto mohou opylování zásadně ovlivnit..

Rozsáhlá mezinárodní studie vedená vědci z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy a Biologického centra Akademie věd ČR zmapovala v dosud nevídaném měřítku, nakolik jsou kvetoucí rostliny a jejich opylovači závislí na konkrétních partnerech.

Studie publikovaná v časopise Nature Ecology & Evolution ukazuje, že globální rozložení této specializace určuje především klima. Zároveň zpochybňuje dlouho přijímanou představu, že směrem k tropům jsou vztahy mezi organismy stále specializovanější.

Velká část suchozemských ekosystémů závisí na živočiších přenášejících pyl z květu na květ. Opylování umožňuje rostlinám se rozmnožovat, udržovat genetickou rozmanitost a vytvářet semena a plody, kterými se živí nespočet dalších organismů.

Květy na oplátku poskytují potravu mimořádně rozmanité skupině opylovačů. Nejznámější jsou včely, květy ale opylují také mouchy, brouci, motýli, vosy, ptáci a dokonce i někteří ještěři a primáti. Na těchto vztazích závisí i naše produkce mnoha druhů ovoce, zeleniny, ořechů, olejnin a dalších plodů.

Ne každý živočich ale dokáže stejně dobře využít každý květ. Nektar může být ukrytý na dně hluboké květní trubky, květ se může otevírat pouze v noci a jeho barva či vůně mohou lákat jen vybrané návštěvníky.

Opylovači se zase liší stavbou těla, ústním ústrojím, smysly, chováním i dobou aktivity. Soubor těchto vlastnosti určuje, které květy dokážou opalovači využívat a jak účinně přenášejí jejich pyl.

„Specializaci si můžeme představit jako takový evoluční obchod. Těsné přizpůsobení může výrazně zvýšit účinnost získávání potravy i opylování, zároveň ale vytváří silnou závislost. Když jeden z partnerů vyhyne nebo je k dispozici v jinou dobu, specialista nemá moc možností ho plnohodnotně nahradit,“ vysvětluje první autorka studie Sailee Sakhalkar, která výzkum uskutečnila během doktorského studia na Univerzitě Karlově a nyní působí v Mikrobiologickém ústavu AV ČR.

Ekologové dlouho předpokládali, že specializované vztahy budou nejčastější v tropech, kde vedle sebe žije nejvíce rostlinných a živočišných druhů. Kvůli nedostatku srovnatelných dat však tato představa nebyla v globálním měřítku dostatečně otestována.

Pro současnou studii vědci shromáždili nevídaný objem dat: celkem 3 415 sítí vztahů mezi rostlinami a opylovači ze 162 studií. Soubor obsahoval více než 110 000 interakcí mezi 5 343 druhy opylovačů a 6 126 druhy rostlin ze všech hlavních suchozemských prostředí, od tropických lesů a savan přes středomořské křoviny a mozaikovitou krajinu mírného pásu až po subarktickou tundru.

Takto rozsáhlá analýza byla možná pouze díky mimořádné mezinárodní spolupráci, protože na studii se podílelo 142 vědců ze 132 institucí ve 32 zemích na šesti kontinentech. Většina z nich přispěla vlastními daty získanými během mnoha let terénního výzkumu.

„Žádný jednotlivý tým by nedokázal studovat opylování v takovém měřítku,“ říká Sakhalkar. „Jen spojení práce vědců z celého světa nám umožnilo rozkrýt nejen celkový obraz, ale také obrovskou rozmanitost, která se za ním skrývá.“.

Výsledky překvapivě nepotvrdily, že specializovanější vztahy jsou nejčastější v tropech. Specializace ale jednoduše neroste ani směrem k pólům. Vztahy byly často nejvíce specializované poblíž pomezí mezi tropy a subtropy na severní polokouli, rostliny a jednotlivé skupiny opylovačů však vykazovaly odlišné geografické trendy.

Pro včely, mouchy, motýly, můry a ptáky tedy neplatilo jedno společné pravidlo. Nejsilnějším společným jmenovatelem bylo klima. Teplota a množství srážek vysvětlovaly globální rozložení specializace lépe než samotná zeměpisná šířka, počet druhů v daném místě nebo produktivita prostředí. Jejich vliv se však mezi jednotlivými skupinami opylovačů také výrazně lišil.

„Geografické trendy v opylování máme tendenci vnímat jako čáry směřující od pólů k rovníku. Rostliny ani opylovači však nevnímají zeměpisnou šířku. Vnímají teplotu prostředí, srážky a střídání ročních období, každý svým vlastním způsobem“ říká entomolog Robert Tropek z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy a z Biologického centra AV ČR, který celý projekt vedl.

Výsledky jsou zvláště důležité v době probíhající klimatické změny. Rostoucí teploty a proměny srážek mohou ovlivnit rozšíření jednotlivých druhů, dobu kvetení rostlin i aktivitu opylovačů. Mohou tak překreslit mapu i kalendář jejich vzájemných interakcí.

„Včela, pestřenka, můra nebo kolibřík se zásadně liší stavbou těla, fyziologií, chováním i způsobem využívání květů. Jejich vztahy s rostlinami proto mohou na změny teploty a srážek reagovat velmi rozdílně,“ říká Sakhalkar.

„Pokud chceme porozumět tomu, které ekosystémy mohou být klimatickou změnou nejvíce ohroženy, musíme tyto rozdíly zohlednit.“.

„Klimatická změna pravděpodobně neovlivní všechny opylovací sítě stejným způsobem,“ doplňuje Tropek. „Na mnoha místech mohou rostliny přijít o své specializované opylovače, vytvářet méně plodů a semen a postupně ubývat.

Největší riziko může hrozit vysoce specializovaným společenstvům. Pokud rostlina nebo opylovač závisí jen na několika málo partnerech, může být obtížné nahradit byť jediného z nich. Druhy s širším okruhem partnerů se naopak mohou snáze přeorientovat.“.

Důsledky se mohou projevit také v zemědělství. Protože mnoho plodin závisí alespoň částečně na opylování živočichy, změny vztahů mezi rostlinami a opylovači mohou v některých částech světa ovlivnit i zemědělskou produkci.

Zvláště citlivé mohou být plodiny závislé na několika specializovaných opylovačích. Studie se zemědělstvím přímo nezabývala, její výsledky však ukazují důležitý směr dalšího výzkumu.