Toxická nabídka květů: Pohoštění z jedovatého kalicha

Rostliny nemohou vzít před svými býložravými nepřáteli nohy na ramena. Spoléhají na chemickou obranu, a proto vyrábějí širokou paletu látek, které jsou pro konzumenty nechutné nebo dokonce jedovaté. Například pryskyřníkovité oměje (Aconitum) obsahují vysoce toxický akonitin. Jen 0,003 gramu tohoto jedu postačí, aby spolehlivě usmrtil dospělého člověka. Akonitin a další jemu podobné toxické molekuly (např. pseudoakonitin) se vyskytují v rostlinách omějů od kořenů až po špičky listů, a ty jsou tak důkladně chráněné proti hladovým býložravcům. Jedy se však překvapivě nacházejí i v nektaru, jenž je určen jako odměna hmyzu, který přilétá opylovat květy.

Jed jako konzervant?

Dost jedu na to, aby zahubil neopatrné opylovače, mívá nektar v květech mnoha rostlinných druhů. Byly popsány případy otrav včel zednic Osmia lignaria, jež sbírají nektar na kýchavicích rodu Zignadenus. Ten obsahuje, stejně jako celá rostlina kýchavice, vysoce toxický zygacin. Na Novém Zélandu došlo k otravám včel na květech tamějšího jerlínu Sophora microphylla. Rostlina včely zahubila jedovatými molekulami metylcitisinu a matrinu. Proč přichystala evoluce rostlin čmelákům a včelám jedovatou hostinu, za jakou by se nemuseli stydět ani nejslavnější traviči dávné historie?

Včely zednice (Osmia lignaria) se někdy otráví vysoce toxickým zygacinem, jenž je obsažen v nektaru kýchavic rodu Zignadenus. (foto: Shutterstock)

Jedna z oblíbených teorií považuje jedy za přírodní konzervanty. Měly by potlačovat množení mikrobů a bránit tak zkvašení nektaru bohatého na cukr. Při laboratorních testech se ale ukázalo, že jedy mikrobům nevadí. Naopak, některé rostlinné toxiny povzbuzují bakterie k růstu. V řadě případů dokážou mikrobi jedovaté látky rozkládat. Zdá se tedy, že ochrana před mikroby existenci jedovatých nektarů nevysvětluje. A to z více důvodů.

Pokud by totiž toxiny v nektaru působily jako antibiotika, dostávali by se opylovači do problému, protože by jim jedy zdecimovaly mikroby ve střevech. A na těch jsou včely, čmeláci a další hmyzí opylovači existenčně závislí.

Ochrana proti lupičům

Tým vedený Sarah Barlowovou a Philipem Stevensonem ze slavné Královské botanické zahrady v Kew na jihozápadě Londýna se zabýval opylením oměje vlčího moru (Aconitum lycoctonum) a oměje horského (Aconitum napellus). Oměje mají poměrně hluboké květy. Z toho důvodu je opylují především čmeláci s dlouhými sosáky, kteří dosáhnou až na dno květu k žlázkám produkujícím nektar. Někdy se však k nektaru dostanou i čmeláci s krátkými sosáky. Ti zvenku prokoušou stěnu květu a vzniklou dírou nektar vykradou. Zatímco čmeláci s dlouhým sosákem se k nektaru prodírají kolem prašníků s pylem a květ opylí, čmeláčí lupiči, např. čmeláci zemní (Bombus terrestris), seberou odměnu v podobě nektaru, ale pyl do nitra květu nepřinesou.

Philip Stevenson si všiml, že zatímco květy oměje vlčího moru jsou od čmeláků vykrádané poměrně často, oměj horský se obětí loupeživých čmeláků stává jen zřídka. Toto pravidlo platilo dokonce i u rostlin, které od sebe byly vzdálené jen pár desítek centimetrů.

Oměj horský (Aconitum napellus) obsahuje pestrou škálu toxinů včetně akonitinu, který je ve zvýšené koncentraci přítomen ve stěně květů. (foto: Shutterstock)

Tým dále zjistil, že čmeláci zemní se pokoušejí vykrást květy obou druhů omějů. V případě oměje horského však od pokusů o loupež nektaru poměrně rychle upouští. Může jít o důsledek rozdílné skladby jedů obou omějů? Velmi citlivé analýzy odhalily, že oměj horský je vybaven podstatně pestřejší škálou toxinů. Prim mezi nimi hrají vysoké koncentrace akonitinu. Navíc ve stěně květů jsou koncentrace akonitinu stokrát vyšší než v nektaru.

Když se čmelák zemní pokusí květem prokousat, vysoká koncentrace akonitinu mu na nektar rychle zažene chuť. Oproti tomu oměj vlčí mor je na jedy chudší a akonitin se v jeho nektaru prakticky nevyskytuje. Klade tedy lupičům nektaru do cesty méně překážek a ti jeho květy rabují ostošest.

Vítaným hostům jed nevadí

Na rostliny může přilétnout mnoho různých opylovačů. Vedle čmeláků jsou to i včely, motýli nebo pestřenky. Někteří opylovači se specializují jen na několik málo druhů, což je případ určitých druhů čmeláků. Jiní návštěvníci, kupříkladu motýli, si příliš nevybírají. Rostliny přitom mají zájem podporovat návštěvy specialistů, protože u nich mají vyšší šanci, že přinesou pyl příslušníků jejich vlastního druhu. U nevybíravých opylovačů hrozí, že přiletí s pylem nevhodného druhu.

Specialisté si dokážou vyvinout zvýšenou odolnost k toxinům svých obvyklých hostitelských rostlin. Mohou pak hodovat na jedovatém nektaru, který by neadaptovaný hmyz zahubil. Jinak je tomu v případě lupičů nektaru, kteří se dokážou prokousat přes stěnu prakticky jakéhokoli květu. Ti nemají důvod přizpůsobit se jedu několika mála druhů. Je pro ně jednodušší vyhnout se těm, které si proti nim vyvinuly účinnou obranu, jako se to povedlo např. oměji horskému.

Vysvětlení přítomnosti jedu v nektaru je tedy překvapivé, ale logické – akonitin v nektaru je pojistka oměje horského proti oplození nevhodnými druhy čmeláků i proti lupičům nektaru. Těm správným opylovačům jedovatá hostina nevadí.

„Kávička“ pro opylovače

Řada rostlin odpuzuje býložravce hořkými látkami. Jednou z položek v tomto chemickém arzenálu je i výrazně hořký kofein. Například kávovník arabský (Coffea arabica) je kofeinem prosycený a pro nejrůznější škůdce tak ztrácí na přitažlivosti. Hmyzí opylovače však kofein neodradí, i když se dostává i do květů, pylu a nektaru. Totéž platí o květech citroníků (Citrus), které jsou pro opylovače rovněž „znehodnocené“ kofeinem.

TIP: Česká flóra: Hořká krása horských luk

Při pokusech se ukázalo, že kofein v nektaru hmyzí opylovače neodpuzuje, ale naopak je láká. Jeho hořkou chuť v nektaru překryjí sladké cukry. Kofein přitom neztrácí schopnost nabudit nervové buňky. Když se hmyz namlsá nektaru kávovníků nebo citrusů, má aktivovaný nervový systém. Díky tomu si snáze zapamatuje polohu rozkvetlých kávovníků či citroníků a vrací se k nim. Kávovníky a citroníky si tak prostřednictvím kofeinu zajišťují věrnost svých opylovačů.