Nově objevená řasa může pomoci rozlousknout tajemství evoluce rostlin

Draparnaldia erecta. Tak se jmenuje mnohobuněčná zelená řasa, na kterou během procházky na dovolené na Sardinii náhodou narazila Lenka Caisová z Biologického centra AV ČR. Do té chvíle neznámá rostlina vědkyni zaujala natolik, že ji začala zkoumat. A rychle rozpoznala její potenciál. Právě tato řasa by totiž podle badatelky mohla pomoci zodpovědět zásadní otázky evolučního výzkumu, jako třeba jak se dostaly rostliny z vody na souš. O významu objevu Draparnaldie nepochybuje ani Německá botanická společnost, která ji vyhlásila řasou roku 2025.

Na první pohled vypadala trochu jako mech. Lence Caisové z Ústavu molekulární biologie rostlin Biologického centra AV ČR se však na nenápadné rostlině uprostřed sardinské přírody něco nezdálo. V laboratoři pak pochopila, že natrefila na hotový poklad.

„Zjistila jsem, že jde o dosud neznámou zelenou řasu, která má unikátní adaptace pro život ve vodním i suchozemském prostředí, jež lze vyvolat v laboratorních podmínkách. Dá se na ní tedy zkoumat, jak se řasy dostaly z vody na souš nebo jak vznikla mnohobuněčnost,“ vysvětluje vědkyně.

Řasa Draparnaldia erecta na první pohled připomíná mech.

Draparnaldia má navíc pro výzkum velmi praktické vlastnosti: snadno se kultivuje, velmi rychle roste a svůj životní cyklus dokončí během sedmi až devíti dnů. Rozmnožuje se zoosporami (jednobuněčnými stadii), které je možné vyvolat současně ve velkém množství, což je zásadní pro experimenty zaměřené na mnohobuněčnost. „Naším cílem je ustanovit Draparnaldii jako model pro základní výzkum. Kromě protokolů pro její laboratorní kultivaci už jsme detailně popsali její morfologii, vývoj a adaptace na vodní i suchozemské prostředí. Také jsme zmapovali její fytohormony a sekvenovali její genom,“ líčí Lenka Caisová.

Není řasa jako řasa
Zelené řasy se dělí na dvě skupiny – chlorofytní a streptofytní řasy. Obě nezávisle vyvinuly mnohobuněčnost a často obývají stejná stanoviště. Jen řasy streptofytní však dokázaly přejít z vody na souš, tedy absolvovat tzv. terestrializaci, a rozrůznit se do tisíců druhů suchozemských rostlin, které známe dnes. Vědci se tak dlouhodobě snaží rozluštit záhadu, proč se přechod na souš zadařil pouze u streptofytních řas a ne u těch chlorofytních.

Mnohobuněčnost a terestrializaci zelených rostlin obvykle studují na morfologicky složitých modelových organismech, jako jsou prostnice, čepenka a huseníček. Nově mezi modely figurují i streptofytní řasy, přímí předkové suchozemských rostlin – například parožnatka nebo jařmatka. Doposud však chyběl model ze skupiny chlorofytních řas, který by morfologicky připomínal rané suchozemské rostliny a zároveň měl adaptace pro život na souši. Draparnaldia tuto mezeru vyplňuje.

„Je výjimečná tím, že jde o jedinou chlorofytní řasu, která se vyvinula do morfologické složitosti srovnatelné s ranými suchozemskými rostlinami. Má rozvětvený horní buněčný systém, který vypadá jako malá suchozemská rostlina, a dlouhé buňky, které připomínají kořenový systém,“ popisuje Lenka Caisová.

Kořínky řasy jménem Draparnaldia erecta pod mikroskopem

Tyto buňky ve vodním prostředí rostou směrem dolů. Po přechodu na souš se však celá rostlina v podstatě otočí a její „kořínky“ najednou směřují nahoru. Právě tato vlastnost dala řase druhové jméno erecta.

Draparnaldia napoví
Jak se jednobuněčné řasy staly mnohobuněčnými a jak dokázaly osídlit souš? Právě na tyto otázky by podle vědců mohla nenápadná Draparnaldia, která mimochodem roste i u nás, přinést odpovědi. Přestože se tato řasa vyvíjela nezávisle více než miliardu let, vykazuje pozoruhodné analogie s procesy terestrializace u streptofytních řas a suchozemských rostlin. Vyvinula však alternativní mechanismy hormonální signalizace, jejichž studium poskytne důležitá vodítka pro pochopení toho, jak se rostliny dostaly z vody na souš. Zároveň může přinést cenné poznatky o funkcích rostlinných hormonů.

„Pokud vše půjde dobře, mohli bychom v horizontu dvou let přijít s velmi zajímavými výzkumnými výsledky, které by mohly přispět k objasnění evoluce rostlin,“ věří Lenka Caisová, vedoucí oddělení terestrializace rostlin Ústavu molekulární biologie rostlin Biologického centra AV ČR .

Více o výzkumu Draparnaldie se od Lenky Caisové dozvíte v následujícím videu:

Text: Radka Římanová, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR, s využitím tiskové zprávy Biologického centra AV ČR
Foto: archiv Lenky Caisové, Biologické centrum AV ČR

Text je uvolněn pod svobodnou licencí Creative Commons.

Přečtěte si také

• Paraziti jsou podle mě nádherné organismy, říká Julius Lukeš
• O myších a lidech. Vědci zjistili souvislosti migračních tras člověka a myši
• Svůj svátek slaví i včely. Jaká je role opylovačů v krajině a co je ohrožuje?
• Evoluce věčně živá. V čem tkví podstata biologické rozmanitosti?
• Pozor na klíšťata v městských parcích, jsou nebezpečná, varují odborníci
• Unikátní rozmnožování skokanů z Moravy potvrdili vědci i u dalšího druhu žáby
• Embrya parazitických ryb hořavek se naučila přemet, který jim umožňuje přežít
• Na světě klesá počet velkých šelem – vymírání čelí například levharti
• Vědec chce rozlousknout záhadu rozmanitosti přírody za pomoci mušek octomilek
• Rostliny se mohou přizpůsobit klimatickým změnám, aniž by změnily svoji DNA