Víte, co je to „žurnál klub“? Alespoň v odborném slangu tuzemských přírodovědných badatelů? Či aspoň v rámci naší univerzitní katedry? To se sejde deset dvacet diplomantů, doktorandů i jejich učitelů nad publikací z odborného časopisu, která je v posledních týdnech zaujala. Jeden ze studentů má za úkol ten článek předem důkladně pročíst a jeho výsledky kriticky přednést přítomným. Ti už také většinou onou novou vědeckou bombu znají a doma si na ni připravili názor. A pak nastane zhruba hodinové, ale i delší hádání „pravdy a lži“. Disputace jak v dobách Mistra Jana Husa. Hledání možných autorských nepřesností, omylů, možná i podfuků, na něž časopisečtí recensenti nepřišli. Nebo přijít nechtěli. A pokus o shrnutí, naučení, zkušenost. A to byste koukali, jak i zcela mladí začínající vědci „s mlékem na bradě“ dokážou být v takovém klání urputní. A srdce staříků při tomto brainstormingu radostně ťukají. Čím jsou tovaryši lepší mistrů, tím lépe. Věřte nevěřte.

Tento týdem byla ve středu naší pozornosti publikace mezinárodního týmu autorů Paungfoo-Lonhienne a kol. (hlavně z Australie, ale také Švýcarska, Anglie, Švédska) vydaná v červenci v prestižním časopise PLoS One pod názvem Turning the table: plants consume microbes as a source of nutrients. Tedy, volně řečeno, "Změna jídelníčku: rostliny konzumují mikroorganizmy jako zdroj živin“. Nepředváděla žádná zvláštní metodická kouzla. Naopak, základem pokusů bylo prosté pěstování běžných pokusných rostlin, rajčete a arabisky, buď za hydroponických podmínek, nebo asepticky na agarových půdách. A sledování, jak rostou či nerostou, jaká je jejich anatomie a morfologie, jak se vyvíjejí jejich kořeny i nadzemní části. A jak rostliny přijímají z těch kultivačních medií zejména dusíkaté látky. Takže klasický výživářský pokus, takto realisovatelný málem před sto lety. Až na to, že zde byla sledována distribuce nejen „normálního“ dusíku, ale také jeho izotopu N¹⁵. A že do některých variant obvyklých anorganických kultivačních medií byly přidány i záměrně předpěstované populace dvou mikroorganizmů: kvasinky Saccharomyces cerevisie a bakterie Escherichia coli. Standardních kmenů, s jakými se potkáváme v přírodě či dokonce, v případě E. coli, v lidském těle. Až na to, že tyhle pokusné polévky byly značené jednak oním N¹⁵, jednak zeleně fluoreskujícím proteinem z mořské medúzy (GFP). Ten, jak asi víte, je široce využíván při mikroskopickém sledování živých organizmů, buněk i jejich struktur. A tak i naši autoři mohli stopovat putování buď těchto celých živých mikroorganizmů, nebo proteinů z nich pocházejících tělem pokusných rostlin.

A ejhle: rostliny rostly a bakteriální výživa jim šla k duhu. A to nejen skrzevá rozpad mikroorganizmů v mediu a následné vstřebávání peptidů či aminokyselin či dokonce nukleových kyselin kořenovým systémem rostlin. Průvodní videodokumentace prokázala, že již za několik hodin celé mikroorganizmy pronikají do kořenových vlásků i vnitřních pletiv kořenů. A tam si dále žijí a množí se mezi taktéž živými rostlinnými buňkami a možná i uvnitř nich. Rostlina, zdá se, těmto průnikům sama aktivně pomáhá. Vědci mimo jiné zjistili velmi rychlou aktivaci jejích genů zodpovědných za potřebné rozvolňování pletiv či dokonce buněčných stěn. Rostlina jakoby otvírala náruč – pojďte, miláčkové, dovnitř. Oběma partnerům to zřejmě do jisté doby vyhovovalo – než byly mikroorganizmy rostlinou zkonsumovány. A „organický“ dusík z nich pak putoval i do stonků, listů …. Takže – jak rajče, tak arabiska se za těchto podmínek předvedly jako zakuklené masožravky.

Lze se domnívat, že se tak děje i v přírodě? Půdní prostředí samozřejmě obsahuje miliardy mikroorganizmů. Těch k rostlinám vlídných i těch patogenních. Patogenním se rostlina různě brání, vlídné láká do své blízkosti třebas různými výměšky svých kořenů. Věda o rostlinách samozřejmě zná již po desítky let kupř. fenomén různých způsobů přijímání vzdušného dusíku rostlinami prostřednictvím mikroorganizmů. Ať těch v rostlině přímo zabydlených (viz rhizobiové hlízky motýlokvětých rostlin) nebo kolem ní volně putujících (bakterie či sinice v půdě či vodním prostředí rýžových polí). A nově se zkouší (a tady se přece jen zmíním o GM technikách), zda by bylo možné takové symbiózy dále vylepšit. Alespoň v podobě různých těsných asociací (třebas populací sinic v pšenici). Jak o tom mimo jiné bylo referováno na nedávné EPSO konferenci v Laponsku.

Ale co si tedy, v kontextu s výše zmíněným článkem, počnou věda i praxe s novými poznatky o skutečně „organické“ výživě rostlin? Možná mnoha, možná dokonce všech – zdaleka ne jen známých masožravek? Budeme snad v budoucnu stříkat záhony či pole předpěstovanými „bacouchy“, tak jak se to již dlouhodobě děje třebas v případě rhizobiálních injektáží? Přiznáme pokorně, že ti „bioorganici“ měli přece jen pravdu a kulturní rostliny je prostě nutné také organicky dokrmovat?

Držme se zatím při zemi – jako při našem žurnál klubu. Byl živý a patřičně optimistický i skeptický. Článek zaujal zejména jednoduchým nápadem. Proč to takhle nikdo neudělal dřív? Zklamal ale mnohými metodickými děrami. Fajn, bacouši byli nejdříve venku, teď jsou uvnitř rostliny. Živí – ale to je možno vidět i v případě standardního napadení rostliny mikroorganizmem nepřátelským. Cytologie ani elektronová mikroskopie nedokumentovaly sám proces průniku – což by na tom bylo to téměř nejzajímavější. Svítící kvasinky evidentně seděly sice uvnitř pletiv, ale jen na povrchu buněk. Pokud přece jen byly uvnitř nich, byly i samy buňky zřejmě mrtvé. Lze se domnívat, že až následně byly okolním živým pletivem vstřebány procesem tzv. „autofagie“. Ten již ovšem věda o rostlinách dlouho zná jako jeden z typů tzv. programované buněčné smrti (PCD). Mimochodem, právě zkoumání PCD už léta patří k náplni práce našeho týmu. Uplatňuje se ve vývoji rostlin, ale také v jejich obraně proti patogenům.Možná pokusníci neobjevili dlouhodobé "manželství z rozumu". Ale jen příběh, v němž oba partneři spolu, za podmínek v přírodě se téměř nevyskytujících, svedli obvyklý boj. A ten jeden z nich, tedy mikroorganizmy, nakonec prohrál a byl sežrán. Ale mohlo to také dopadnout naopak.

Lze si jistě představit, že kořenový systém rostliny vlastně funguje jako lidské střevo, že si také pěstuje spoustu „střevní mikroflory“, kterou pak sám zkonzumuje. Ale právě tak jako střevní mikroflora neuživí jinak hladovějícího člověka, nestačila by ani ta rostlinná evidentně na výživu rostliny. Kolik procent z celkové potřeby dusíku by takto rostlina mohla získat, publikace neodhaduje. Tak jedno? Více? Méně? A co v případě uhlíku, fosforu …?

A zkusme dále uvažovat technologicky. Jak realizovat takové hnojení? Kvasinky se aktivně nepohybují, jen množí. Kořen by si je tedy měl nalézt sám, ony k němu doputují jen pasivně. Ani bakterie by to neměly mít ke kořeni nijak daleko. Pár centimetrů? Jak je dávkovat bez nebezpečí, že nejen zahubíme rostlinu – ale také zcela rozvrátíme rovnováhu přirozeného půdního systému? Včetně dalšího nesmírně složitého „networku“ mykorhizního, tedy interakcí rostlin s houbami. Jak ten nám zapadá-zapadne do celé této vize?

Takže – možná opravdu jsou již všechna naše rajčata masožravá, jen o tom nevíme. Možná jsou i spontánně transgenní. Ony zdánlivě rostlinné geny, co vstřícně reagují na blízkost mikroorganizmů, si možná rajčete adoptovalo a adaptovalo díky evolučnímu horizontálnímu genovému přenosu daleko dříve, než na tyhle triky přišel člověk… Možná …

Organici, buďte trpěliví, zatím raději moc nejásejte. Počkejte si na další výsledky, počkejte, až jiná laboratoř tyhle pokusy zopakuje a závěry potvrdí. Inu, zase to chce znovu-hledání. Re -search. Otazníky, tajenky, Ale právě v tom je ta věda krásná, skvělá, neodolatelná. Droga pro svoje závisláky.

Převzato z blogu Opatrny.bigbloger.lidovky.cz se souhlasem autora