Jak se mohou rostliny navzájem ovlivňovat?

Některé byliny inhibují růst konkurenčních rostlin tím, že v nich stimulují genetickou aktivitu.

Územní chování spojujeme pouze se zvířaty. Například u koček: okamžitě si představíte dvě kočky, jak stojí v divadelních pózách a srdceryvně na sebe křičí – jedna je tedy cizí a vstoupila na území, které není jejich. Totéž lze vidět u mnoha dalších druhů, u ptáků a zvířat, ryb a obojživelníků, plazů a hmyzu. Mnohé by ale asi překvapilo, kdyby jim bylo řečeno, že rostliny dokážou ochránit i místo, kde rostou, před nechtěnými sousedy. Biologové to vědí už dávno: stromy, trávy a keře samozřejmě nebojují s větvemi a nepobíhají po místě, ale mají chemické metody, jak ovlivňovat konkurenty – různé látky, které nečekanému hostu škodí.

Při pohledu na zelenou louku netušíme, jaký boj se mezi rostlinami v podzemí odehrává. (Foto: Jay Dickman/CORBIS)

Schopnost některých organismů vylučovat chemické sloučeniny, které inhibují nebo potlačují vývoj jiných, se nazývá alelopatie. Přestože je známa nejen u rostlin, ale také u mikroorganismů, hub a živočichů, její mechanismus zůstává v mnoha případech záhadný. Nyní je známo mnoho různých molekul, které rostliny vylučují do půdy svými kořeny; zde je ničí nebo upravuje bakterie, produkty bakteriální chemické práce jsou absorbovány kořenovým systémem konkurenta, načež se například jeho růst zastaví.

Vědci z univerzity v Tübingenu a Institutu Maxe Plancka pro vývojovou biologii se rozhodli zjistit, jak působí cyklické hydroxamové kyseliny vylučované některými druhy trav – o degradačních produktech těchto kyselin je známo, že jsou fytotoxické. Ukázalo se, že potlačují práci histondeacetyláz, speciálních enzymů, které řídí aktivitu mnoha různých genů. Je známo, že DNA v buněčném jádře je v komplexu s obalovými proteiny – histony, a aktivita konkrétního úseku DNA, aktivita genů v něm zapsaných, bude záviset na tom, jak těsně je spojena s histony (pokud balení je slabé, pak budou schopni pracovat s DNA molekulárními stroji zapojenými do syntézy messenger RNA pro syntézu proteinů). Hustota DNA-histonového balení závisí na modifikacích samotných histonů a zde se ukazuje, jak další enzymy, acetylázy a deacetylázy ovlivňují fungování genů: připojením acetylové skupiny k histonům acetylázy uvolňují balení DNA – geny jsou aktivovaný; Deacetylázy naopak obal zhustí – a geny se vypnou.

Nyní si vzpomeňme na cyklické hydroxamové kyseliny, přesněji na produkty jejich přeměny v půdě. Jakmile jsou v buňkách cizí rostliny, potlačují práci deacetyláz – podle toho se genová aktivita prudce zvyšuje. Proto, jak píší autoři práce v článku v Rostlinná buňka, závodník začíná mít problémy s růstem. To se samozřejmě děje proto, že geny jsou aktivovány bez rozdílu, rovnováha mezi nimi je narušena a v důsledku poruchy v genetické „kuchyni“ rostlina onemocní. Pravda, otázkou zůstává, proč hostitelské rostliny netrpí vlastními chemickými (nebo lépe řečeno molekulárně biologickými) zbraněmi.

Jde zatím o první případ, kdy se podařilo dostatečně plně odhalit molekulární mechanismus rostlinné alelopatie, i když pokrok zde zřejmě na sebe nenechá dlouho čekat: za prvé, na základě takových látek je možné vytvářet více či méně selektivní herbicidy, které zastavují růst plevelů a škodlivých invazních druhů, a za druhé by se daly využít v medicíně – ovlivněním struktury komplexů DNA-protein by takové molekuly mohly potlačovat růst nádorů. A to není taková fantazie – jednak se histondeacetylázy již používají jako protirakovinná léčiva, jednak podle samotných výzkumníků ve svých experimentech deriváty kyseliny hydroxamové skutečně potlačovaly růst lidských rakovinných buněk .

Autor: Kirill Staševič

• Jak housenky „vytvářely“ horkou hořčici
• Rostliny „cítí“ škůdce
• Fytoinvaze: nebezpečí a důsledky pro životní prostředí
• Rostliny používají k boji s mšicemi zrádné bakterie

Pokud plánujete výsadbu sazenic ovocných stromů nebo jiných plodin, bude pro vás užitečné seznámit se s fenoménem rostlinné alelopatie. Vědci studující tuto problematiku tvrdí, že tato vlastnost stromů, keřů, trav atd. může snížit veškeré vaše úsilí na nulu nebo naopak poskytnout velmi působivé výsledky s minimálními náklady na pracovní sílu. Rozdíl je pouze v tom, zda při výsadbě zohledníte alelopatii nebo ne.

Produkty z tohoto článku

Co je alelopatie a jak funguje?

Pokud opustíme složité vědecké formulace, pak alelopatie je vzájemné ovlivňování různých kultur na sebe. Jedná se jak o potlačení jedné rostliny druhou, tak o vzájemnou „podporu“, kdy partnerské stromy přispívají k růstu toho druhého.

V tomto případě nezáleží na charakteristikách kořenového systému nebo koruny: fenomén alelopatie je založen na uvolňování chemických látek rostlinami. Ve volné přírodě tyto sloučeniny pomáhají eliminovat konkurenty, ale pokud jde o cenné plodiny ovoce a bobulí, musíte tuto okolnost vzít v úvahu a vytvořit nejpohodlnější sousedství pro všechny rostliny v zahradě.

Které rostliny mohou vykazovat alelopatické účinky?

Všechny rostliny bez výjimky mají schopnost potlačovat nebo podporovat růst jeden druhého. Nejvýraznější negativní příklady alelopatie jsou kaštan, ořech a dub. Vytvářejí nejen velmi hustý stín, ve kterém mohou přežít jen některé rostliny, ale také uvolňují do půdy látky, které brzdí růst i plevele.

Stejné příklady zahrnují černý rybíz, mrkev, anýz a další plodiny. Čím štiplavější je aroma charakteristické pro kteroukoli část rostliny, tím více chemických sloučenin uvolňuje do půdy nebo vzduchu a tím silnější je „agresor“.

Jak alelopatie stromů ovlivňuje zahradní plodiny?

Alelopatie stromů je velmi významným faktorem, protože jejich kořenový systém a nadzemní části pokrývají významnou plochu, a proto se agresivní sloučeniny šíří na velkou vzdálenost.

Negativní vliv jedné rostliny na druhou se navíc může projevit až po několika letech. Když například vedle sebe zasadíte jabloň a maliník, můžete se v prvních letech těšit z jejich aktivního růstu a vývoje, ale pak zjistíte, že obě plodiny vyhynou.

Zahrádkáři si také často všimnou, že na rybízovém pozemku zahrady se daří pouze černému rybízu, zatímco bílý a červený „sedí“ nebo úplně vysychá. To je způsobeno skutečností, že fytoncidy „agresora“ jsou zaměřeny na odstranění nejbližších konkurentů – blízce příbuzných druhů, které konzumují stejné látky z půdy. Po odstranění takových sousedů si černý rybíz poskytuje velké množství látek, které potřebuje.

Jak se vyhnout negativním účinkům alelopatie na rostliny?

Hlavním pravidlem je udržovat vzdálenost mezi sazenicemi. Pokud máte malý pozemek, je lepší pěstovat plodiny, které jsou vůči sobě neutrální nebo které jsou vzájemně „přátelské“. Jinak žádná z vašich snah nepřinese výsledky a budete jen plýtvat časem.

Nezapomeňte také dodržovat zásady střídání plodin. Je to dáno nejen únavou půdy, ale také uvolňováním látek do půdy, které potlačují růst jejích nejbližších konkurentů. Proto při výsadbě brukvovitých, lilek nebo jiných čeledí v jedné oblasti rok co rok zaznamenáte nevyhnutelný pokles výnosu a zvýšení úrovně chorob rostlin.

Podrobná tabulka rostlinné alelopatie pomůže při správném výběru plodin – mezi všemi, které jsou ve veřejné doméně, upřednostněte smíšené, s ohledem na kompatibilitu ovocných a bobulovinových plodin, jakož i zahradních a okrasných plodin. .

Tento přístup pomůže racionálně využít i ty nejmenší oblasti. Zasazením plodin v blízkosti, které jsou si navzájem prospěšné, můžete výrazně zvýšit produktivitu.

Dalším způsobem, jak co nejlépe využít malou plochu a vyhnout se negativní alelopatii, je roubování. Můžete například naroubovat třešeň na švestku nebo třešeň a hrušku na kdouli nebo vytvořit víceodrůdovou rostlinu s použitím divoké hrušky jako podnože a několika pěstovaných odrůd jako potomka. Z jednoho stromu tak získáte více druhů nebo odrůd.

Nejprodávanější v obchodě

Jak využít alelopatického účinku k ochraně rostlin před škůdci a chorobami?

Když se mluví o alelopatii, je často naznačen pouze její negativní účinek. Známé jsou ale také příklady úspěšných partnerství. Například střídavé setí mrkve a cibule je dokonale chrání před cibulovými mouchami a cibule chrání mrkev před různými druhy hniloby.

Výsadba medvědího česneku, anýzu a česneku v zóně kmene stromu pomůže ochránit strom před larvami chrousta a řadou dalších škůdců.

Jaké chemikálie jsou zodpovědné za alelopatický účinek stromů?

U vyšších rostlin byly identifikovány dva typy látek, které ovlivňují jiné plodiny: coliny a fytoncidy.

Koliny jsou produkovány kořeny a šíří se pouze půdou. Fytoncidy mohou být přítomny v jakékoli části rostliny – v listech, plodech, kořenech, květech atd. a dostávají se jak do půdy, tak do vzduchu.

Jak studovat a určovat alelopatické vlastnosti rostlin?

To, že se rostliny navzájem ovlivňují, věděli už naši dávní předkové. Tyto informace získali čistě empirickou metodou – pozorováním jejich výsadeb, zaznamenáním rychlejšího růstu sazenic v „duetu“ s některými plodinami a jejich úbytkem při společné výsadbě s jinými.

Moderní zahradník se může vydat jednodušší cestou a používat alelopatické tabulky dostupné všem. Ti, kteří nehledají snadné způsoby, se mohou obrátit na biologické a agronomické příručky. Zaměřte se na míru příbuznosti určitých plodin, jejich potřeby na složení půdy atd., můžete si vytvořit vlastní „bílé“ a „černé“ seznamy – pozorujte, jak se různé rostliny chovají ve smíšených výsadbách a jak se navzájem ovlivňují – jako partneři nebo jako nepřátelé.

Jaké výhody mohou přinést znalosti o alelopatii při úpravě zahrady?

Výhody těchto znalostí jsou zřejmé:

● možnost zvýšit produktivitu všech plodin, které na místě pěstujete;

● snížení potřeby ošetřovat rostliny insekticidy, fungicidy atd.;

● maximálně efektivní využití i těch nejmenších ploch.

Tyto přednosti stačí k využití fenoménu alelopatie, která při správném přístupu přinese zahradě jen užitek.