Draparnaldia erecta. Tak sa menuje mnohobunková zelená riasa, na ktorú počas prechádzky na dovolenke na Sardínii náhodou narazila Lenka Caisová z Biologického centra AV ČR.
Do tejto chvíle neznámá rastlina vedkyňu zaujala natoľko, že ju začala skúmať. A rýchlo rozpoznala jej potenciál. Práve táto riasa by totiž podľa bádateľky mohla pomôcť zodpovedať zásadnú otázky evolučného výskumu, ako napríklad sa dostali rastliny z vody na súš.
O význame objavu Draparnaldie nepochybuje ani Nemecká botanická spoločnosť, ktorá ju vyhlásila riasou roku 2025.
Na prvý pohľad vyzerala trochu ako mach. Lenke Caisovej z Ústavu molekulárnej biológie rastlín Biologického centra AV ČR sa však na nenápadnej rastline uprostred sardínskej prírody niečo nepozdávalo. V laboratóriu potom pochopila, že natrafila na hotový poklad.
„Zistila som, že ide doposiaľ o neznámu zelenú riasu, ktorá má unikátne adaptácie pre život vo vodnom i suchozemskom prostredí, ktoré je možné vyvolať v laboratórnych podmienkach. Dá sa na nej teda skúmať, ako sa riasy dostali z vody na súš alebo ako vznikla mnohobunkovosť,“ vysvetľuje vedkyňa.
Draparnaldia má navyše pre výskum veľmi praktické vlastnosti: ľahko sa kultivuje, veľmi rýchlo rastie a svoj životný cyklus dokončí za sedem až deväť dní. Rozmnožuje sa zoospórami (jednobunkovými štádiami), ktoré je možné vyvolať súčasne vo veľkom množstve, čo je zásadné pre experimenty zamerané na mnohobunkovosť.
„Naším cieľom je ustanoviť Draparnaldiu ako model pre základný výskum. Okrem protokolov pre jej laboratórnu kultiváciu už sme detailne opísali jej morfológiu, vývoj a adaptáciu na vodné i suchozemské prostredie. Tiež sme zmapovali jej fytohormóny a sekvenovali jej genóm,“ vysvetľuje Lenka Caisová.
Nie je riasa ako riasa
Riasy sa delia na dve skupiny – chlorofytné a streptofytné riasy. Obe nezávisle vyvinuli mnohobunkovosť a často obývajú rovnaké stanovištia. Len riasy streptofytné však dokázali prejsť z vody na súš, tedy absolvovať tzv. terestrializáciu, a rozrôzniť sa do tisícov druhov suchozemských rastlín, ktoré poznáme dnes. Vedci sa tak dlhodobo snažia rozlúštiť záhadu, prečo sa prechod na súš podaril len pri streptofytných riasach, a nie u tých chlorofytných.
Mnohobunkovosť a terestrializáciu zelených rastlín zvyčajne študujú na morfologicky zložitých modelových organizmoch, ako sú prostnice, čepenka a Arábkovka Thalova. Najnovšie medzi modelmi figurujú i streptofytné riasy, priamo predkovia suchozemských rastlín – napríklad parohovec alebo zygnema. Doposiaľ však chýbal model zo skupiny chlorofytných rias, ktorý by morfologicky pripomínal rané suchozemské rastliny a zároveň mal adaptáciu pre život na súši. Draparnaldia túto medzeru vyplňuje.
„Je výnimočná tým, že ide o jedinú chlorofytnú riasu, ktorá sa vyvinula do morfologickej zložitosti porovnateľnej s ranými suchozemskými rastlinami. Má rozvetvený horný bunkový systém, ktorý vyzerá ako malá suchozemská rastlina, a dlhé bunky, ktoré pripomínajú koreňový systém,“ opisuje Lenka Caisová.
Tieto bunky vo vodnom prostredí rastú smerom dole. Po prechode na súš sa však celá rastlina v podstate otočí a jej „korienky“ zrazu smerujú nahor. Práve táto vlastnosť dala riase druhové meno erecta.
Draparnaldia napovie
Ako sa jednobunkové riasy stali mnohobunkovými a ako dokázali osídliť súš? Práve na tieto otázky by podľa vedcov mohla nenápadná Draparnaldia, ktorá mimochodom raste i v Česku, priniesť odpovede. Aj keď sa táto riasa vyvíjala nezávisle viac než miliardu rokov, vykazuje pozoruhodné analógie s procesmi terestrializácie u streptofytných rias a suchozemských rastlín. Vyvinula však alternatívne mechanizmy hormonálnej signalizácie, ktorej štúdium poskytne dôležité nápovede pre pochopenie toho, ako sa rastliny dostali z vody na súš. Zároveň môže priniesť cenné poznatky o funkciách rastlinných hormónov.
„Pokiaľ všetko pôjde dobre, mohli by sme v horizonte dvoch rokov prísť s veľmi zaujímavými výskumnými výsledkami, ktoré by mohli prispieť k objasneniu evolúcie rastlín,“ verí Lenka Caisová, vedúca oddelenia terestrializácie rastlín Ústavu molekulárnej biológie rastlín Biologického centra AV ČR.
Viac o výskume Draparnaldie sa od Lenky Caisovej dozviete v nasledujúcom videu:
Zdroj: Nově objevená řasa může pomoci rozlousknout tajemství evoluce rostlin.
Autor: Akadémia vied ČR.