Pro svůj význam v životě rostlin zastávají fytohormony přední místo v biologickém výzkumu a manipulace jejich hladin patří k častým metodám zemědělské a biologické praxe. Ačkoli jsou obecně rozšířeny ve všech suchozemských rostlinách, evoluční počátky jejich biologické role dosud nejsou zcela objasněny. K jejich pochopení nám mohou pomoci nejbližší žijící příbuzní suchozemských rostlin – sladkovodní zelené řasy. Právě studiem těchto řas se evoluci fytohormonů rozhodl prozkoumat česko-belgický tým biologů a analytických chemiků ze tří institucí: Ústavu experimentální botaniky Akademie věd ČR, Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy a Univerzity v Gentu.
Studie potvrdila výskyt rostlinných hormonů
Studie, která byla publikována v prestižním časopise Nature Communications, podrobně zmapovala výskyt fytohormonálních sloučenin napříč zelenými řasami a slouží jako vhodný odrazový můstek pro další bádání. Celkem vědci zkoumali 18 zástupců různých linií řas a suchozemských rostlin, s cílem ověřit přítomnost až 50 látek známých svou fytohormonální funkcí. „Schopnost řas produkovat fytohormony zatím vědci odhadovali hlavně srovnáváním jejich genetické informace se suchozemskými rostlinami. Z omezených dat se však zdálo, že zelené řasy umí tyto sloučeniny produkovat bez ohledu na přítomnost genů, které tuto činnost řídí v suchozemských rostlinách. To jsme nyní potvrdili,“ řekl Roman Skokan, jeden ze dvou hlavních autorů výzkumu.
Evoluce rostlin se dnes zkoumá především analýzou genetické informace zapsané v DNA. Tato metoda ovšem nezohledňuje, že různé skupiny organismů mohou sdílet podobné vlastnosti, avšak zabezpečované různými genetickými mechanismy. Předchozí výzkum skutečně naznačoval, že zelené řasy mohou produkovat fytohormony, přestože jim chybí geny pro jejich syntézu známé ze suchozemských rostlin. Badatelé proto měřili přímo hladiny fytohormonů v zelených řasách a některých méně prozkoumaných suchozemských rostlinách pomocí moderní a velmi citlivé metody nazývané kapalinová chromatografie spojená s hmotnostní spektrometrií.
Kyselina abscisová se vyskytovala jen vzácně
Výzkum přinesl mnoho výsledků, uveďme aspoň ty hlavní: Dva fytohormony řídící především růst a vývoj – auxiny a cytokininy – našli vědci u všech suchozemských rostlin, jakož i u zelených řas. Naopak abscisová kyselina, fytohormon aktivní v odpovědi na stres (např. sucho) byl nalezen v zelených řasách jen vzácně, pravděpodobně jako vedlejší produkt jiných metabolických drah. V neposlední řadě se suchozemské rostliny odlišovaly od řas produkcí speciálního typu cytokininů, což poukazuje na důležitou evoluční inovaci po přechodu na souš.
