COOLna

Býložravý hmyz je jednou z druhově nejrozmanitějších skupin organismů vůbec. Rostliny i hmyz jsou navíc v mnoha ekosystémech převládající skupiny organismů, bez nichž by se ty další neobešly. Nejvíc mě zaujalo, jak se jejich diverzita v čase proměňovala a jak spolu obě skupiny dokázaly vycházet. Právě jejich soužití je hnacím motorem jejich rozmanitosti.

Dá se ve stručnosti popsat takový vztah?
Trochu to připomíná závody ve zbrojení. Týká se to hlavně chemické obrany rostlin vůči býložravým druhům. Snaží se vyvinout si stále účinnější chemické obranné mechanismy a hmyz se na ně musí adaptovat. Tak se obě strany potravního řetězce neustále posouvají dále.

Máte představu, jak dlouho už si rostliny musejí látky proti hmyzu vytvářet?
Známe důkazy o požírání rostlin hmyzem, které jsou staré až 400 milionů let. To se podařilo zjistit díky zkamenělinám, na nichž byl patrný okus nějakým druhem pravěkého hmyzu. Podle tvaru okusu a typu poškození, které je na zkamenělinách vidět, se ukazuje, že už tehdy existovaly některé skupiny, které známe i dnes.

Kdo mívá obecně navrch? Jsou to rostliny, nebo útočící hmyz?
Většinou jsou to rostliny. S nadsázkou je to vidět i na tom, že když se podíváme na celou planetu, stále je poměrně dost zelená a není sežraná od housenek a brouků. Alespoň v některých případech změny metabolických drah produkujících obranné chemické látky u rostlin vyžadují relativně malé evoluční změny a mohou probíhat z evolučního hlediska poměrně rychle. Proto může být pro rostliny jednodušší si vyvinout nové obranné látky než pro hmyz vyvinout si nové adaptace, pomocí nichž se s chemií rostlin může vypořádat.

Jak může hmyz reagovat na chemickou změnu uvnitř rostliny?
Těch způsobů je zde více. Jeden z nich zahrnuje jednoduché změny v chování. Například housenka může překousat určitou žilku v listu, aby jej izolovala od přívodu nežádoucích látek. Dělají to třeba housenky monarchy stěhovavého, které se živí jedovatými americkými klejichami. Tyto rostliny v sobě obsahují vysoce jedovatý latex, a proto housenky nejprve list poškodí, aby přívodu latexu zabránily.

Pěkný český příklad máme u několika druhů vrb, jež produkují takzvané salicyláty používané dříve i k výrobě acylpyrinu. Jsou to hořké látky a hmyzu většinou nechutnají. Některé druhy mandelinek je ale umí přetvořit na jinou sloučeninu, která odporně páchne, a díky jejímu vylučování se umí bránit některým predátorům. Podobně se chová i jeden druh přástevníka, což je pestře zbarvená můra z Nové Guineje. Housenky těchto můr získávají ze svých hostitelských rostlin toxické látky, které mají ve svém těle. Pro predátory jsou pak jedovaté a do určité míry dokonce i pro lidi.

Co se vůbec s rostlinou děje, když je napadená hmyzem?
Rostliny mají v sobě obsaženou část svých ochranných látek bez ohledu na okolní vlivy. Zároveň jsou ale schopné svoji obranu mobilizovat v reakci na vnější podnět, v tomto případě na napadení hmyzem. Například velmi rychle začnou do okolí vypouštět těkavé látky, kterými lákají predátory nebo parazity býložravého hmyzu. Dále mohou spustit produkci látek, které cílí přímo na útočící hmyz, ale to většinou trvá o něco delší dobu. Existuje také jeden zajímavý případ z naší krajiny.

Používají ho hlavně brukvovité rostliny, například hořčice. Ty mají ve svých buňkách obsažené metabolity, které je chrání před hmyzem a jsou i zodpovědné za jejich štiplavou chuť. Tyto metabolity jsou v buňce zvlášť skladované v neaktivní formě odděleně od enzymu, který je v případě mechanického poškození buňky aktivuje. Když pak hmyz list poškodí, obě složky se smíchají a vzniknou z toho jedovaté látky, které hmyzu vadí.

Zajímavým příkladem jsou duby, které si prý umí dokonce přivolat pomoc.
Ano, zde to funguje na dvou principech. První z nich je založený na vypouštění těkavých látek přivolávajících predátory a parazity, jak už jsem zmínil. Nejen duby pak ale umějí v případě napadení v oblasti poškození lehce změnit odstín barvy listů, což člověk nevidí. Všímají si toho ale některé druhy ptáků, pro něž je to signál, že se ve větvích stromů nachází potrava.

Některé látky v rostlinách sice hmyzu nechutnají, může je lidstvo nějak využívat?
Těch je celá řada a lidstvo je zná od starověku. Když otázku obrátím, lidé se naučili rostliny využívat v průmyslu, potravinářství nebo lékařství, což platí i o jedovatých druzích. Velmi dlouho se ale nevědělo, k čemu takové látky rostlinám slouží. Ještě v první polovině 20. století se předpokládalo, že je to svým způsobem odpad, kterého se rostliny zbavují. Od 60. let ale ekologové a entomologové postupně zjišťovali, že se tak rostliny brání před hmyzem. Ono je celkem nápadné, že na jedovatých rostlinách se ho často vyskytuje jen minimum. A když už tam je, většinou vypadá odlišně.

Pozoruhodná je i příroda a lesy mírného pásu Japonska, kde je daleko větší druhová pestrost než v Evropě. U nás to tak pestré není a mohou za to hlavně Alpy, které na začátku doby ledové bránily ústupu fauny a flory před rostoucím ledovcem ze severu. Mnoho druhů organismů tak vyhynulo. K tomu v Severní Americe nebo v Asii tolik nedocházelo.

ekolog a entomolog Martin Volf