Napadené stromy si volají na pomoc dravý hmyz a ptáky

Svět stromů, svět lesů, rostlinná říše, ale i říše hub s rostlinami související prostřednictvím mykorhizy stále překvapuje. Například bylo objeveno, že si skrze „potrubí“ houbových vláken stromy předávají informace, ale i důležité výživné látky, vodu a minerály. Nejde tedy jen o vzájemnou výpomoc (symbiózu) hub a konkrétní dřeviny, ale o složitý systém. Popravdě, nemohu se dočkat nového dílu Avatara, některé věci v tom filmu mi připadají stále reálnější. 

A co víc, například ořešák královský (Juglans regia) vysílá skrze houbové potrubí k okolním rostlinám „válečné“ zprávy. Bojuje o místo na slunci, o své teritorium. Těmito válečnými zprávami jsou chemické inhibitory růstu. Pod ořešákem prostě záhony nezakládejte a raději ani jakkoli blíže k němu. Mykorhiza je však jev již delší dobu známý a stále zkoumaný. Že by ale stromy dovedly komunikovat i s živočichy? A dokonce je žádat o pomoc? Ano, stromy mluví. Prostřednictvím vůní!

Když stromy v lese napadnou housenky, ale i jiní býložravci, spustí chemický alarm. Začnou vydávat vůně, které přilákají dravý hmyz a ptáky. Vlastně jim říkají něco ve smyslu „Pojďte pomoct, najíte se.“ Dosud tuto skutečnost prokazovaly pouze laboratorní a nebo zahradní experimenty, nyní však jev poprvé potvrdil česko-německý tým vědců pod vedením Martina Volfa z Biologického centra Akademie věd ČR v přirozeném prostředí. Experiment pobíhal ve 40 metrů vysokých korunách stromů lužního lesa v německém Lipsku.

Z německých kolegů se výzkumu zúčastnili výzkumníci z Německého centra pro integrativní výzkum biodiverzity iDiv (German Centre for Integrative Biodiversity Research) z Univerzity v Jeně a Univerzity v Lipsku.

Chemické volání stromů o pomoc je dokonce natolik účinné, že významně určuje složení hmyzího společenstva v korunovém patře lesa. A praktické využití tohoto úžasného zjištění? Mohli bychom tyto znalosti v budoucnu využít pro přirozenou ochranu proti škůdcům v zemědělství a lesnictví. Objev byl vědci publikován v časopisu Ecology Letters.

Zjistilo se dokonce, že každý druh stromu hovoří skrze svou vlastní směs těkavých organických sloučenin. Zvířata se naučila v průběhu evoluce tyto chemické látky rozeznávat a proto třeba listožravý hmyz podle nich hledá své hostitelské rostliny. Na to však stromy také zareagovaly a evoluce vytvořila další fenomén, obranu proti býložravcům. Stromy se tak dovedou účinně bránit.

Stromy produkují v listech napadených housenkami hořké látky, které hmyzu nechutnají. Zároveň však uvolňují další chemické látky, kterými varují i ostatní své části, čímž zároveň lákají i další živočichy - ptáky a dravý hmyz. Ti se totiž naučili rozumět chemickému jazyku stromů. Přilétají proto právě k postiženým větvím, aby si pochutnali na listožravých škůdcích.

Skutečnost, že rostliny mohou chemicky přitahovat parazitické vosy, dravé brouky a dokonce i ptáky při napadení škůdci, je známa již nějakou dobu. Kromě chemických látek se na procesu ochrany podílí například i změny v barvě listů, které predátoři též dovedou zaznamenat. Dosud však tento obranný mechanismus nebyl testován v korunách vzrostlých stromů v reálném prostředí druhově pestrých lesních ekosystémů. Při výzkumu přitom bylo sledováno chování hmyzu a predátorů v korunách stromů ve výšce 40 metrů a zároveň byly prováděny chemické analýzy rostlinných vůní pomocí metabolomiky (metabolomika analyzuje chemické sloučeniny vznikající při buněčných procesech).

Experiment probíhal na ploše 1,65 hektaru po dobu přibližně jeden měsíc a to v době rašení listů. Vědci vybrali 8 statných dubů a do jejich korun umístili umělé housenky z plastelíny. Vybrané části stromů zároveň ošetřili postřikem methyl jasmonátu (rostlinný hormon spouštějící obranu stromu) a poté sledovali kaskádu ekologických dějů. Konkrétně změny chemického složení listů, látky vypouštěné stromy do ovzduší, predátory reagující na signály a útočící na housenky a nakonec i proměnu množství a druhového složení hmyzu v korunách stromů. Útoky predátorů byly dokumentovány na umělých housenkách podle otisků zobáků a nebo kusadel. V laboratoři poté výzkumníci nabídli ošetřené a neošetřené listy housenkám bekyně velkohlavé (Lymantria dispar), aby ověřili, zda housenkám opravdu nechutnají.

Bylo potvrzeno, že predátoři (ptáci, parazitické vosy, draví brouci a mravenci) navštěvují experimentálně ošetřené větve častěji než ty neošetřené. Nejčastějšími útočníky přitom byl dravý hmyz. V laboratorních podmínkách se pak housenky bekyně vyhýbaly ošetřeným listům a to dokazuje, že stromy zároveň produkují látky, které odpuzují býložravý hmyz. A studie dokonce prokázala, že chemická obrana stromů je jedním z významných mechanismů, které rozhodují o druhovém složení hmyzu v korunách stromů.

Výsledky výzkumu ukazují komplexnost a vzájemnou provázanost ekologických procesů mezi rostlinami a zvířaty. Zároveň mohou pomoci při hledání alternativní přirozené strategie ochrany proti škůdcům v zemědělství a lesnictví. A cíl je jednoznačný, snížit množství aplikovaných pesticidů.

Zdroj: Ecology Letters, avcr.cz, techfocus.cz