Sciencemag.cz
Related Articles
U kvetoucích rostlin se přechod od cizosprašnosti (outcrossing) k samosprašnosti vyvinul opakovaně a nezávisle v různých liniích. Tento posun je často doprovázen známým souborem znaků označovaným jako „syndrom samosprášení“, který zahrnuje například menší květy nebo ztrátu vůně. Nová studie však ukazuje, že důležité – a dosud přehlížené – změny probíhají i na mikroskopické úrovni pylu.
Vědci z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy a Ústavu experimentální botaniky Akademie věd České republiky (ÚEB) se zaměřili na pylový obal, tenkou vnější vrstvu pylových zrn, která hraje klíčovou roli v reprodukci, zejména při interakcích mezi pylem a pestíkem. Výzkumný tým porovnal tloušťku pylového obalu a složení pylových proteinů (proteom) mezi samosprašnými a cizosprašnými druhy v rodech Arabidopsis a Capsella. Tyto rody jsou ideálním modelem, protože zahrnují tři nezávislé přechody k samosprášení.
Výsledky ukazují, že tloušťka pylového obalu se s časovým odstupem od evolučního přechodu k samosprášení zmenšuje. Významné ztenčení bylo pozorováno u druhů Arabidopsis thaliana a Capsella rubella, které vykazují typické znaky syndromu samosprášení. Naproti tomu u druhu Arabidopsis lyrata, představujícího nedávný přechod bez plně vyvinutého syndromu, k takové změně nedošlo.
Kromě strukturálních změn studie odhalila také odlišné trendy ve složení proteinů pylového obalu. Některé proteiny vykazovaly rozdíly v zastoupení mezi samosprašnými a cizosprašnými druhy častěji, než by odpovídalo náhodě. Směr těchto změn však nebyl napříč jednotlivými druhy jednotný, což naznačuje komplexní a flexibilní evoluční odpověď.
Mnohé z těchto proteinů jsou v současnosti anotovány jako související s obranou proti patogenům, a to na základě své struktury. Vědci se však domnívají, že jejich skutečná funkce spočívá spíše v interakcích mezi pylem a pestíkem – tedy v klíčovém procesu rostlinné reprodukce.
Celkově výsledky ukazují, že konvergentní evoluce tloušťky pylového obalu i jeho proteinového složení po přechodu k samosprášení je omezená. Studie zároveň identifikovala skupinu dosud málo prozkoumaných proteinů pylového obalu, které se jeví jako významné ohnisko evolučních změn.
Tyto poznatky otevírají nové směry ve studiu reprodukčních strategií rostlin a zdůrazňují význam zkoumání skrytých, na první pohled neviditelných znaků evoluce.
İltaş, Ö., Salomon, L., Kovačik, M., Čertner, M., Talacko, P., Harant, K., Hafidh, S. and Lafon Placette, C. (2026), The abundance of pollen coat small signaling proteins shows limited convergence between independent selfing transitions in Arabidopsis and Capsella. New Phytol. https://doi.org/10.1111/nph.71167
