Levá a pravá se u zrcadlových květů počítá od tíže. Geny za tím jsou zatím kandidáti

Rostliny jihoafrického rodu Wachendorfia mají na jedné lodyze květy dvojího střihu: u jedněch je čnělka vychýlená doleva a tyčinky doprava, u druhých je to obráceně. Jak se rostlina k tomu směru dopracuje, popsal mezinárodní tým v článku, který vyšel 30. července v časopise Science. Vedla ho Univerzita v Postupimi, spolupracovala Univerzita v Kapském Městě a Wageningen University & Research.

Co je na těch květech zvláštního

Čnělka je samičí orgán, kterým pyl vstupuje do květu; tyčinky jsou samčí a pyl vydávají. U většiny rostlin sedí obojí uprostřed. Tady ne: obě části jsou vychýlené k jedné straně, a to tak, že jedna forma květu je zrcadlovým obrazem druhé. Anglicky se rostlinám tohohle rodu říká butterfly lilies a rostou v jihoafrickém Kapsku.

Smysl toho uspořádání je znám dlouho a obě tiskové zprávy ho popisují stejně: pyl z levé formy se otře o jiné místo na těle opylovače než pyl z pravé, takže se přenáší přednostně na květ opačné orientace. Rostlina se tím vyhne opylení sama sebou. Postupimská univerzita to označuje za klasickou evoluční hádanku starou přes sto let; co dosud chybělo, byl vývojový a molekulární popis toho, jak ta orientace vzniká.

Levá a pravá se počítá od tíže

Podle abstraktu studie se orgány vychylují spojením dvou věcí: geneticky řízené točivosti a gravitropismu, tedy růstu nasměrovaného tíží. Podstatné je, co z toho plyne – orgány se orientují vůči vnější ose, ne vůči vnitřní stavbě květu. U živočichů bývá levá a pravá strana odvozená od tělních os; tady od toho, kudy táhne tíže.

Postupimská zpráva to rozvádí: čnělka se nejdřív otočí a pak roste dál nesouměrně od střední roviny květu. Biomechanické modely a pěstební pokusy podle ní ukázaly, že ani jedna z těch dvou složek sama nestačí – bez rotace i bez růstu za tíží by odchylka nedosáhla té velikosti, jaká se na rostlinách pozoruje. Modely připravil tým ve Wageningenu, terénní a molekulární práci na jihoafrických populacích odvedli lidé z Kapského Města.

Jeden úsek chromozomu a dva geny v něm

Za samotným rozhodnutím „doleva, nebo doprava“ stojí podle práce supergen. Tím se míní skupina genů, které leží v úseku chromozomu tak těsně u sebe, že se při rozmnožování nerozdělí a dědí se pohromadě jako jeden celek. Abstrakt navíc uvádí, že je hemizygotní – rostlina ho má jen v jedné kopii, druhý chromozom v páru odpovídající úsek nenese.

V tom úseku práce jmenuje dva lokusy: MIR156-R a YUCCA-R. Prvnímu připisuje orientaci samičího orgánu, druhému samčího, a to opačným směrem. Tím se dá vysvětlit, proč čnělka a tyčinky nikdy nemíří na stejnou stranu.

Tady se ale sluší číst přesně. Abstrakt v Science mluví o candidate causal loci, tedy o kandidátech na příčinu – o genech, které v tom úseku sedí a odpovídají pozorovanému účinku, ne o prokázaném mechanismu. Postupimská tisková zpráva je v tomhle rázněji formulovaná: píše, že výzkumníci ukazují, jak supergen o orientaci rozhoduje, a mluví o „dvou klíčových faktorech“. Shrnutí od AAAS zůstává u slova kandidátní. Rozdíl není v číslech, ale v míře jistoty, a přebírat tu odvážnější verzi není důvod.

Který druh se vlastně zkoumal

Abstrakt mluví obecně o butterfly lilies a druh neuvádí. Shrnutí AAAS jmenuje Wachendorfia paniculata. Postupimská univerzita píše o rodu jako celku a dodává, že buněčné a vývojové analýzy dělal tým na rostlinách druhu W. thyrsiflora pěstovaných v botanické zahradě univerzity.

Za pozornost stojí drobnost, která ukazuje, jak snadno se údaj cestou zkomolí: na webu univerzity je u ilustrační fotografie popisek s druhem W. paniculata, kdežto v přetisku téže zprávy na EurekAlertu stojí u téhož snímku W. thyrsiflora. Který z popisků je správný, se z obou stránek poznat nedá.

Proč se obě formy udrží vedle sebe

Poslední věta abstraktu vysvětluje, proč populace nesklouzne k jedné variantě. Pyl nesoucí jednu alelu supergenu se ukládá na jinou část těla opylovače než pyl s alelou druhou, a proto se přenáší na blizny květů opačné orientace. Tím se rozdvojenost sama udržuje: každá forma potřebuje ke svému rozmnožení tu druhou.

Naše hodnocení: nejzajímavější na tom není supergen sám – ty se u rostlin i živočichů popisují běžně –, ale ta vnější osa. Vývojová orientace odvozená od tíže místo od stavby vlastního těla je jiný způsob, jak si organismus určí levou a pravou, a v článku je to podložené jak měřením, tak modelem.

Zdroje: záznam studie v PubMedu včetně abstraktu (Science 393(6810):eaeb1157, DOI 10.1126/science.aeb1157), tisková zpráva Univerzity v Postupimi z 30. července a shrnutí redakce AAAS. Anglické formulace ze zdrojů jsou v textu převedené do nepřímé řeči.