Co je heterostylie - proč mají některé květiny pestík jinak dlouhý než tyčinky?
Pokud se podíváte zblízka do květu petrklíče (prvosenky), všimnete si zajímavé věci - u některých jedinců vyčnívá z hrdla květu dlouhý pestík a tyčinky jsou skryté hluboko v květu, zatímco u jiných jedinců téhož druhu je to přesně naopak. Tomuto jevu se říká heterostylie a je jedním z nejpropracovanějších rostlinných mechanismů, jak zabránit samosprášení a podpořit zdravější křížení mezi různými jedinci.
Co heterostylie přesně znamená
Heterostylie (z řeckého "heteros" - jiný a "stylos" - pestík) je jev, kdy se u jednoho druhu rostliny vyskytují dvě nebo tři odlišné formy květů, které se liší vzájemnou polohou pestíku a tyčinek. Nejčastější je takzvaná dimorfní heterostylie se dvěma formami:
- Dlouhostylní forma (pin) - pestík je dlouhý a vyčnívá na vrchol květu, tyčinky jsou krátké a schované níž uvnitř květní trubky.
- Krátkostylní forma (thrum) - pestík je krátký a schovaný níž, tyčinky jsou naopak dlouhé a vyčnívají na vrcholu květu.
Proč to rostlina takto komplikuje
Smysl tohoto uspořádání je zabránit samosprášení a hlavně omezit křížení mezi geneticky příbuznými jedinci stejné formy, které by vedlo k oslabení potomstva. Když hmyz navštíví dlouhostylní květ, pyl se mu nalepí na jinou část těla (třeba na spodní část sosáku) než když navštíví krátkostylní květ - a díky tomu se pyl z dlouhostylního květu přenese nejúčinněji právě na pestík krátkostylního květu a naopak. Vzniká tak jakýsi přirozený "zámek a klíč", který zvyšuje šanci na křížení mezi odlišnými jedinci.
Chemická kontrola navíc
Mnoho heterostylních rostlin má navíc i takzvanou samoinkompatibilitu - vlastní biochemický systém, který rozpozná a odmítne pyl ze stejné formy květu (nebo ze stejné rostliny), takže k opylení a vzniku semen dojde jen při křížení mezi dlouhostylní a krátkostylní formou. Kombinace rozdílné polohy orgánů s touto chemickou "kontrolou vstupu" dělá z heterostylie jeden z nejspolehlivějších mechanismů proti příbuzenskému křížení v celé rostlinné říši.
U kterých rostlin se heterostylie objevuje
Nejznámějším příkladem jsou petrklíče a prvosenky (rod Primula), u kterých jev poprvé podrobně popsal již Charles Darwin v 19. století. Heterostylie se ale vyskytuje i u mnoha dalších rodů, například u šťovíku, len setného, hluchavky nebo tropických rodů jako Oxalis (šťavel). Zajímavé je, že se tento mechanismus v evoluci vyvinul nezávisle na sobě vícekrát u naprosto nepříbuzných skupin rostlin - což ukazuje, jak účinné řešení problému příbuzenského křížení nabízí.
Jak si to všimnout na zahradě
Pokud máte na zahradě více petrklíčů, zkuste si několik květů rozstřihnout podélně a porovnat polohu pestíku a tyčinek - pravděpodobně zjistíte, že máte směs obou forem. Pro bohaté kvetení a tvorbu semen je dobré mít na záhonu zastoupeny obě formy zároveň, protože opylovači je navzájem efektivně propojí a výsledná semena budou geneticky pestřejší a odolnější.
Heterostylie versus jiné podobné jevy
Heterostylii si lidé často pletou s dvoudomostí (dioecií), kdy má druh zcela oddělené samčí a samičí jedince (jako třeba jmelí nebo osika) - u heterostylních rostlin je ale každý jedinec obourohlavý, má jak pestík, tak tyčinky, jen jsou uspořádány odlišně podle formy. Jiným příbuzným, ale odlišným jevem je terciární heterostylie (tristylie) u některých tropických rodů, kde existují dokonce tři odlišné formy květu lišící se výškou pestíku i tyčinek, nikoli jen dvě.
Souvislost s opylovači
Výzkumy ukazují, že heterostylní rostliny bývají často opylovány hmyzem s dlouhým sosáčkem (včelami, čmeláky, některými motýly), protože právě délka sosáčku určuje, na kterou část těla se pyl nalepí a jak efektivně se následně přenese mezi odlišnými formami. U druhů bez vhodných opylovačů s dostatečně dlouhým sosáčkem se proto heterostylní mechanismus v evoluci často oslabuje nebo zcela mizí.
Co to znamená pro sběr semen
Pokud chcete ze zahrady sbírat semena petrklíčů s dobrou klíčivostí, vyplatí se mít na záhonu obě formy v podobném zastoupení - záhon tvořený jen jednou formou se bude spoléhat převážně na méně účinné mechanismy opylení a výnos kvalitních semen bude citelně nižší, než když si opylovači mohou pyl předávat mezi oběma typy květů podle přirozeného "zámku a klíče".
Zajímavostí je, že Darwin heterostylii studoval zároveň s příbuzným jevem - samoinkompatibilitou u jiných rostlin, a právě srovnání obou mechanismů mu pomohlo formulovat obecnější myšlenku, proč přírodní výběr tak často zvýhodňuje křížení mezi nepříbuznými jedinci před samosprášením.
