Na prvý pohľad sú jemné a nenápadné, no v skutočnosti sú fascinujúcim príkladom prežitia. MONIKA DANCHENKO z Centra biológie rastlín a biodiverzity SAV skúma nielen krásu a stratégie lovu mäsožravých rastlín, ale najmä ich enzýmy, ktoré by raz mohli nájsť uplatnenie v potravinárstve, medicíne či pri ochrane rastlín.
Ľudia vnímajú mäsožravé rastliny ako fascinujúce „zelené dravce“ loviace hmyz. Prečo sa listy týchto pôvodne obyčajných rastlín zmenili na sofistikované pasce?
Mäsožravosť nie je len prvoradou vlastnosťou zvierat, ale aj niektorých rastlín so špecializovanými listami. Táto mimoriadna schopnosť im umožňuje získavať dôležité živiny pri raste na chudobných pôdach, ako sú napríklad močariská a rašeliniská. Tieto rastliny sú schopné sa vyrovnať s extrémnym prostredím, pretože mäsožravosť je v podstate náhradou obmedzených prvkov, hlavne dusíka, fosforu, draslíka a horčíka.
Zaujímavosťou je, že mäsožravosť nie je výsledkom spoločného predka viacerých rastlín, ale táto vlastnosť sa vyvinula nezávisle pri viacerých rodoch rastlín po celom svete, čo poukazuje na silný evolučný tlak prostredia. Predpokladá sa, že mäsožravosť rastlín sa pôvodne vyvinula z obranných mechanizmov pred škodcami.
Vo svojom výskume sa venujete procesu trávenia koristi pri mäsožravých rastlinách, skúmate vlastnosti tráviacich enzýmov, ktoré sa na tomto procese podieľajú. Aké poznatky vám zatiaľ výskum priniesol?
V rámci prebiehajúceho projektu (Štipendiá pre excelentných výskumníkov a výskumníčky R2, 09I03-03-V04-00573) sa venujem skúmaniu tráviaceho enzýmu – proteázy z málo prebádanej mäsožravej rosičky rozvetvenej, ktorá rozkladá bielkoviny svojej koristi. Podarilo sa mi získať úplnú génovú sekvenciu tohto enzýmu, čím sa rozšíril zoznam dostupných genetických informácií o tejto rastline.
Okrem toho som zdokonalila aj náročnú metódu, ako z listových pascí rosičky získať RNA – teda molekulu, ktorá je kľúčová pre prenos genetickej informácie z DNA na tvorbu proteínov. Tento vylepšený postup sa dá použiť aj pri iných mäsožravých rastlinách. Vďaka tomu som mohla sledovať, kde a kedy je gén pre tento enzým aktívny v orgánoch rastliny a počas jednotlivých štádií vývinu pasce. Výsledky naznačujú, že enzým je prítomný až v posledných fázach vývinu listu a jeho tvorba prudko stúpa po chytení hmyzu.
Momentálne pracujem na zavedení laboratórneho systému, pomocou ktorého by som mohla tento enzým produkovať v čistej podobe a väčšom množstve na podrobné preskúmanie jeho biochemických vlastností. Chcela by som zistiť, aké látky dokáže rozkladať pre možné využitie v biotechnológiách, a zároveň skúmam jeho prirodzenú úlohu v rastline, vďaka čomu získame zaujímavé poznatky, ako mäsožravé rosičky trávia svoju korisť.
„Zaujímavosťou je, že mäsožravosť nie je výsledkom spoločného predka viacerých rastlín, ale táto vlastnosť sa vyvinula nezávisle pri viacerých rodoch rastlín po celom svete, čo poukazuje na silný evolučný tlak prostredia.“
V akých oblastiach by sa dali prakticky využiť tieto poznatky?
Výsledky nášho základného výskumu môžu nadväzovať na viaceré praktické biotechnologické aplikácie, pretože enzýmy mäsožravých rastlín sú veľmi stabilné, vedia rozkladať rozmanité biologické materiály a sú odolné voči chemickým látkam, ktoré môžu spomaliť alebo zastaviť enzymatickú reakciu. Dôvodom je, že enzýmy nachádzajúce sa v tráviacej tekutine mäsožravých rastlín sa vylučujú z bunky do vonkajšieho prostredia.
Enzýmy ako chitinázy a beta-1,3-glukanázy majú veľký potenciál využitia pri ochrane iných druhov rastlín. Zabraňujú rastu fytopatogénnych húb i baktérií, keďže tieto hydrolázy dokážu degradovať zložky bunkových stien týchto organizmov. Proteázy, ktoré skúmam, sa využívajú vo viacerých odvetviach farmaceutického, potravinárskeho, textilného a chemického priemyslu.
Ktorá z týchto možných aplikácií do praxe vás osobne najviac nadchýna?
Proteázy sú komerčne dôležité kvôli ich potenciálnemu využitiu ako prísady v čistiacich prostriedkoch, terapeutických produktoch (protizápalové činidlá, hojenie popálenín), pri čistení zubných preparátov a pri spracovaní kože. Z potenciálnych možností využitia v praxi ma najviac zaujala aplikácia v potravinárskom priemysle, napríklad pri výrobe syra a iných mliekarenských výrobkov a degradácii lepku.
Pravdepodobne nie každý vie, že mäsožravé rastliny môžu tiež kvitnúť. Odlišujú sa kvety mäsožravých rastlín od kvetov bežných rastlín?
Áno, sú to rastliny kvitnúce v rôznych farbách, ktoré produkujú semená. Čelia evolučnej dileme tzv. konfliktu opeľovača-koristi, kde proti sebe stoja výhody z trávenia potenciálneho opeľujúceho hmyzu a potreba využiť ich ako prenášače peľu pre pohlavné rozmnožovanie. Tento konflikt vyriešili mäsožravé rastliny variabilitou stratégií na oddelenie funkcií svojich kvetov a pascí.
Pri väčšine suchozemských druhov sú kvety umiestnené na štíhlych stonkách pomerne vysoko nad listami – pascami, aby rastlina náhodou „nezjedla“ svojho opeľovača. Okrem tohto priestorového oddelenia existuje aj časové, keď sú kvety a pasce aktívne v iných obdobiach dňa alebo roka.
Mnohé mäsožravé rastliny sa dokonca vyvinuli tak, že kvety a pasce lákajú odlišné druhy hmyzu na základe vizuálnych a pachových podnetov. Vodné druhy, ako napríklad aj naše slovenské bublinatky (Utricularia sp.), ktoré sa vznášajú v plytkých stojatých vodách, majú do vody ponorené lapajúce mechúriky s kvetnými stonkami vyčnievajúcimi nad hladinu.
Váš vzťah k mäsožravým rastlinám nie je čisto vedecký, pretože ich pestovaniu sa venujete aj doma. Čo vás priviedlo k záujmu o tieto rastliny?
Mäsožravé rastliny sú jedny z najzaujímavejších a najzáhadnejších organizmov na Zemi. Doma sa starám o malú zbierku týchto „predátorských“ rastlín, ako je napríklad mucholapka podivná (Dionaea muscipula), saracénia bielolistá (Sarracenia leucophylla), niekoľko druhov rosičiek (Drosera spp.) a mexických tučníc (Pinguicula spp.).
Mäsožravé rastliny sú nádherné byliny, ktoré tvoria rozličné typy dokonalých pascí na úspešný lov koristi – sú to najkomplexnejšie štruktúry listov, aké kedy rastliny vyvinuli. Tieto živé tvory ma fascinujú z evolučného hľadiska, ako dokázali vyvinúť fotosyntetizujúce listy s adaptovanou funkciou chytania, trávenia a vstrebávania požadovaných živín.
Ktoré druhy mäsožravých rastlín patria medzi vaše najobľúbenejšie a prečo?
Všetky druhy mäsožravých rastlín sú charakteristické svojou krásou, ale mojou najobľúbenejšou skupinou sú rosičky. Ich pasce fungujú ako živý lepkavý papier: listy so žliazkovitými tentákulami s kvapkami tráviacej tekutiny vyzerajú ako rosa, práve odtiaľ pochádza aj ich názov. Slovenské druhy, napríklad rosičku okrúhlolistú (D. rotundifolia) a rosičku anglickú (D. anglica), ako aj exotickú rosičku lyžicovitú (D. spatulata) pestujem mimo laboratória aj doma. S úžasom pozorujem, ako dokážu reagovať na chytenie koristi pohybom tentákul, ktorými hmyz najprv obalia a napokon okolo neho zrolujú aj celú listovú čepeľ.
Ľudia si zvyčajne kupujú mäsožravé rastliny ako kuriozitu, často však netušia, ako sa o ne správne starať. Kde robíme najčastejšie chyby pri pestovaní „mäsožraviek“?
Mäsožravé rastliny sa vyvinuli vo svojom prirodzenom prostredí chudobnom na živiny, čo vysvetľuje aj ich špecifické nároky na pestovanie, najmä použitie rašelinového substrátu s pieskom a absenciu hnojenia. Ako močiarne rastliny potrebujú veľa priameho slnečného svetla a vlhké prostredie, kvetináče by mali byť zalievané zásadne destilovanou, prípadne dažďovou vodou.
Najlepšie je rastlinu umiestniť do hlbokej misky, ktorá je vždy naplnená mäkkou vodou. Často sa stáva, najmä pri kúpe populárnej mucholapky podivnej, že noví majitelia rastlinu vyčerpajú až do uhynutia prekŕmením alebo zbytočným dráždením prázdnej pasce bez koristi. Pri kultivácii mucholapky treba pamätať aj na to, že počas zimného obdobia (november – marec) vyžaduje zimovanie v chladnejšom prostredí (5 – 10 °C). Toto obdobie vegetačného pokoja patrí do jej životného cyklu a je to zároveň čas, keď rastlina odpočíva. Po odkvitnutí rastlina mnohokrát odumrie.
Ktoré druhy by ste odporučili na pestovanie laikom?
Nadšencom mäsožravých rastlín, ktorí začínajú s ich pestovaním, by som zo skupiny rosičiek odporučila africkú rosičku kapskú (D. capensis), ktorá patrí medzi najznámejšie viacročné druhy. Jej korisťou sú hlavne malé lietajúce škodce, ako sú komáre a ovocné mušky.
Ďalšou vynikajúcou voľbou sú tučnice, ktoré svojho pestovateľa obdarujú krásnymi fialovoružovými kvetmi. Na prvý pohľad ani nevyzerajú ako mäsožravé, ale majú široké ružicovité listy pokryté lepkavými kvapkami a sú pôsobivé svojou účinnosťou pri lapaní drobného hmyzu.
Atraktívnou voľbou sú tiež saracénie, napríklad americký druh Sarracenia purpurea, ktorá chytá a trávi článkonožce v listoch v tvare džbánu zafarbených do červenkasto-zelených odtieňov. Ak túto rastlinu pestujete v interiéri, občas ju môžete pre potešenie prikŕmiť malým kúskom hmyzu.
Mgr. Monika Danchenko, PhD.
Pracuje na Ústave genetiky a biotechnológií rastlín Centra biológie rastlín a biodiverzity SAV v Nitre. Výskumne sa zameriava na tráviace enzýmy mäsožravých rastlín, najmä rosičiek, vývoj lapacích orgánov a ich potenciálne biotechnologické aplikácie. Venuje sa tiež vylepšeniu techník používaných v molekulárnej biológii a skúma aktivitu génov. Je členkou Medzinárodnej spoločnosti pre mäsožravé rastliny (ICPS).
Stanislava Longauerová
Foto: Maksym Danchenko, Monika Danchenko
Časopis Akadémia 5/2025