Evoluce u rostlin

Pro rostliny (ve srovnání s živočichy) jsou charakteristické některé vlastnosti, které silně ovlivňují tendenci patřit ke kritickým skupinám. Jsou to: velmi snadná křížitelnost, variabilita a kombinace různých reprodukčních systémů, vysoký podíl polyploidie a jiný způsob šíření a přežívání (např. liší se minimální velikost populace). Právě na kritických skupinách je možno demonstrovat velmi rychlé a významné evoluční procesy.

Křížení

Křížení je způsob, jak ze dvou druhů může vzniknout druh nový. Ne všechny rostliny se ovšem mezi sebou mohou křížit. Obvykle záleží na cytologických vlastnostech, tj. počtech chromozomů a kompatibilnosti genomů rodičovských druhů kříženců, zda kříženci budou vitální či navíc plodní. Jsou-li kříženci neplodní, stále se mohou šířit vegetativně, tedy pomocí šlahounů, cibulek apod. Častá je hybridizace u borovic, rdestů, hlohů, mát, mateřídoušek či violek. Hybridizace je s úspěchem využívána i u kulturních rostlin, díky níž je možno vlastně geneticky manipulovat s rostlinami do požadovaných vlastností.

Reprodukční systémy

Otázka reprodukčních systémů je velmi rozsáhlá a složitá. Naráží se zde například na apomixii (náhrada pohlavního rozmnožování různými způsoby rozmnožování nepohlavního, při nichž dochází k potlačení meiosy a oplození), či přesněji agamospermii (vznik semen nepohlavním způsobem). Semena mohou u některých druhů vniknout různými způsoby bez oplození, a protože se jedná o nepohlavní rozmnožování, jsou tak fixovány stabilní fenotypy, které jsou považovány mnohdy za druhy. Díky agamospermii známe velmi složité rody jako jsou pampelišky, kde rozeznáváme jen v naší republice asi 200 druhů. Další apomiktické (agamospermní) rody, na jejichž určování běžní botanici rezignují, jsou např. ostružiníky, kontryhele, jeřáby či komplex druhů pryskyřníku zlatožlutého. U některých druhů hrají roli třeba opylovači, kteří nemusí opylovat rostliny na vzdálenějších lokalitách a díky této isolaci může dojít ke vzniku odlišností mezi rostlinami různých lokalit. Samozřejmě u geograficky či ekologicky isolovaných populací dochází k tvorbě ekotypů a ke speciačním procesům (tvorbě nových druhů).

Polyploidizace

Skokovým vznikem nového druhu může být polyploidizace - tedy genomová mutace. Dochází při ní ke zmnožení počtů sad chromosomů. Vetší počet chromosomů má vliv na vlastnosti rostlin, které mají obvykle o něco větší buňky a orgány, ale polyploidizace se může projevit i různými jinými způsoby. Proti polyploidizaci jsou známy i redukce počtů chromosomů. Polyploidní rostliny (alespoň dávní polyploidi) v přírodě údajně převažují. Mezi druhy náležející do tzv. polyploidních sérií (známo více stupňů ploidie u jednotlivých populací) patří některé kapradiny, trávy, zvonky, řeřišnice aj. Umělá polyploidizace opět sehrála roli při moderním šlechtění.

Způsoby šíření a přežívání

Na způsoby šíření a přežívání jsem již narazil např. u vegetativního rozmnožování. Jak se rostliny šíří? Jednotlivé rostliny či jejich geny se šíří pylem, semeny, ale vodními toky či lidskými dopravními prostředky mohou putovat i celé rostliny (a pak, že rostliny neumí cestovat ;-)). U rostlin je možné i samoopylení mající vliv na genetickou variabilitu semen s čímž souvisí termín efektivní velikost populace. K záchraně populace rostlin stačí mnohdy i jen několik rostlin, což u živočichů vhledem k účinkům příbuzenského křížení není možné. Poslední stádečko antilop v zoologické zahradě znamená, že druh již nemusí být možné zachránit (i když ještě na naší planetě fyzicky existuje), u rostlin k záchraně populací může stačit i jediná rostlina.

Nelze zapomenout na selekci

Nelze zapomenout ani na vlastní mechanismy evoluce jako je selekce - pohlavní a přírodní výběr (společně tzv. přirozený výběr). Tak rostliny si samozřejmě partnera moc vybírat nemohou, ale bylo prokázáno, že vybírat si mohou mezi pylem (které pylové zrno se bude podílet na vlastním oplození vaječných buněk). Pokud jde o prostředí, to může být buď stabilní (korálové útesy, pralesy) či se měnit (naše klimatické podmínky). Organizmy velmi dobře adaptované na místní prostředí se nemohou vypořádat s jeho změnami, takže pozitivní selekce specialistů není vždy nejlepším řešením pro každý druh. Hodně specialistů je možno nalézt jen ve stabilním prostředí (kde s velkým množstvím specialistů je vůbec největší udržitelná biodiverzita). Molekulární tah, genetický drift a mutace zde asi již nemá smysl probírat.

Makroevoluce

Důkazy evoluce jsou i ve fosilních dokladech, v současném rozšíření organizmů na přírodních lokalitách, v atavizmech a rudimentech. Tyto důkazy společně s molekulárními daty podporují teorie o makroevolučních změnách. Jejich vysvětlení by zabralo ještě hodně textu. Na stránkách Botaniky nikde se s fylogenezí vyšších taxonomických skupin můžete seznámit. Snad ještě jednu poznámku si neodpustím. Hrajeme si na bohy, když jsme schopni vytvářet šlechtěné a transgenní rostliny? Využíváme při těchto manipulacích prakticky všech mechanizmů, které příroda či bůh má. Jsme ale schopni přenášet i vlastnosti z nijak nepříbuzných organizmů. Je jen otázkou úsudku do jaké míry se nám již podařilo vytvořit umělé druhy.

Vážným zájemcům

Zájemcům o evoluční biologii doporučuji odborné veřejné přednášky na přírodovědeckých fakultách nebo zejména novou publikaci:
Evoluční biologie (Flegr J.; Academia 560 stran, 2005);

K evoluci rostlin lze čerpat informace zejména z učebnice biosystematiky:
Proměnlivost a evoluce rostlin (Briggs D., Walters S. M., 2001; Univerzita Palackého v Olomouci, 531 stran)