Ohrozené orchidey: Krása v ohrození a snahy o ich záchranu
Orchidey sú skupinou rastlín, ktoré sú ohrozené vyhynutím. Ich rozšírenie v prírode ovplyvňujú rôzne antropogénne vplyvy, medzi ktorými je eutrofizácia jedným z najvýznamnejších faktorov. V súčasnosti je známych okolo 30 tisíc druhov orchideí. Ich hlavný výskyt je viazaný hlavne na tropické oblasti. Čím ďalej od rovníka, tým menej druhov orchideí môžeme nájsť. Sú to prispôsobivé rastliny. Dokážu rásť v pôde, na stromoch, a dokonca aj na skalách. Čeľaď Orchidaceae je charakteristická tým, že orchidey sú vo svojich ranných štádiách svojho vývoja zjavne heterotrofné organizmy.
Okrem vnútrokoreňových pelotónov môžeme tak ako u ostatných typov mykoríz (arbuskulárnej, erikoidnej alebo ektomykoríze) rozlíšiť aj vnútrokoreňové a mimokoreňové mycélium (ERM). Orchideoídna mykoríza vytvára dve formy, ptyofágiu a tolypofágiu. Základný rozdiel medzi týmito formami je v ich výskyte a v spôsobe „stravovania“ hýf. Ptyofágia sa vyskytuje výhradne u nezelených, mykoheterotrofných tropických orchideí a lýze u nej podliehajú jednotlivé hýfy, ktoré prerastajú do buniek primárnej kôry z rhizomorfy. Druhá forma sa nazýva tolypofágia. Je bežnejšia a rozšírenejšia ako ptyofágia a nachádzame ju u protokormov aj u dospelých zelených i plne mykoheterotrofných druhov orchideí. Jej princípom je tvorba pelotónov, ktoré sú neskôr lyzované.
Dôležitým znakom orchideí je to, že ich koreňový systém je málo rozvinutý. Je tvorený nevetvenými alebo málo vetvenými, silnými adventívnymi koreňmi. Ich korene sú dôležité pre ukotvenie v pôde. Bez mykorízy je obmedzený príjem hlavne málo pohyblivých (napr. fosfátových) iónov.
Mykoríza a jej úloha v živote orchideí
Mykoríza je symbiotické združenie medzi hubou a koreňmi rastliny. U orchideí, obzvlášť v ich raných vývojových štádiách a u nezelených druhov, je táto symbióza kľúčová pre prežitie. Orchideoidnú mykorízu (OM) zaraďujeme medzi endotrofný typ mykoríznej symbiózy.
Závislosť na hubách a výživa
Všetky druhy orchideí majú veľmi malé semená (0,3-14 µg) pozostávajúce z nepatrného embrya, kde absentuje endosperm a tým pádom majú len málo zásobných látok. To naznačuje, že všetky orchidey v prírode sú závislé na obstaraní živín prostredníctvom mykoríznych húb. Mykorízne huby vytvárajú v rozvíjajúcom sa embryu klbká (pelotóny), ktoré sa vyskytujú takisto aj v rhizómoch a koreňoch dospelých rastlín.
Pelotóny majú typický vzhľad, štruktúru a distribúciu vo vnútri pletív koreňov orchideí a sú významným znakom orchideoidnej mykorízy (Smith a Read 2008). Iniciácia kolonizácie prebieha cez koreňovú pokožku (rhizodermis). Najbližšie k povrchu koreňa sa nachádzajú vrstvy tzv. priechodných buniek. Týmito bunkami huba len prerastá. Toto prerastanie sa deje výhradne symplasticky, teda priamym prerastaným hýfy z bunky do bunky pravdepodobne cez plazmodezmy. Bližšie k strednému valcu sa nachádzajú bunky hostiteľské a stravovacie. Od priechodných buniek sa líšia bohatým vetvením hýf a teda tvorbou pelotónov (hostiteľské bunky), ktoré môžu v neskorších fázach degenerovať do formy kompaktnej hmoty mŕtvych sploštených hýf (bunky stravovacie). V týchto bunkách môže dochádzať k opätovnej kolonizácii a tvorbe pelotónov.
Hubové pelotóny sú štruktúrou, v ktorej prebieha látková výmena medzi mykoríznymi hubami a orchideou. Niekoľko štúdií ukázalo, že huby kolonizujúce bunky koreňovej kôry nie sú v priamom kontakte s rastlinnou cytoplazmatickou membránou hostiteľských buniek, nazývanou perifugálna membrána (Hadley et al. 1971, Nieuwdorp 1972, Peterson et al. 1998). Medzi bunkovou stenou pelotónov a perifugálnou membránou sa nachádza tzv. medziahlý priestor (interfacial matrix). Tento priestor má dôležitú úlohu v prenosoch látok medzi rastlinou a hubou. Či už z hostiteľskej rastliny do huby alebo naopak musia byť transportované cez tento priestor. Nachádzajú sa tu ako produkty mykoríznej huby, tak produkty hostiteľskej bunky ako sú napr. pektíny, celulóza a β-1,3 glukány (Nieuwdorp 1972, Peterson et al. 1996, 1998).
Zlúčeniny rastlinného pôvodu sú tu detekovateľné až po zahájení degradácie pelotónu. Možné vysvetlenie tohto javu je, že tieto latky sú produkované rastlinnou bunkou a transportované do medziahlého priestoru aj intaktného, živého pelotónu, no zároveň sú hneď rozkladané lytickými enzýmami, ktoré produkuje huba a využité pre jej výživu (Nieuwdorp 1972, Peterson et al. 1996). Vo vnútri hostiteľskej bunky postupne dochádza k degradácii pelotónov. Výsledkom tohto procesu je zhluk amorfnej hmoty hubového pôvodu. Časť bunkovej steny mycélia, ktoré nie sú stravovacie bunky schopné úplne rozložiť. Avšak novšie experimenty ukazujú, že je možná ich ďalšia dezintegrácia až úplné vymiznutie (Rasmunssen 2002). Posledným typom buniek, ktoré nachádzame v primárnej kôre koreňov orchideí, sú bunky zásobné. Pre tieto bunky je typické, že sa nachádzajú najbližšie k strednému valcu, nie sú kolonizované mykoríznymi hubami a obsahujú škrobové zrná.
Mykoheterotrofia
Niektoré druhy orchideí, označované ako nezelené druhy, pretrvávajú až do ich dospelosti (v Českej a Slovenskej republike sú to druhy Epipogium aphyllum, Neottia nidus-avis, Corallorhiza trifida, Limodorum abortivum). Tieto druhy sú výrazne tieňomilné a rastú v podrastu typicky ektomykoríznych drevín. Tento jav označujeme ako mykoheterotrofiu (Leake 1994). Mykoheterotrofia bola potvrdená analýzou izotopov 13C a 15N v pletivách nezelených orchideí (Gebauer a Mayer 2003). Okrem uhlíkatých látok (Smith 1966, 1967, Hadley 1984, Alexander a Hadley 1985) bol preukázaný aj prenos fosfátových iónov (Smith 1966) a vody (Yoder et al. 2000) z mycélia do protokormov.
Z hľadiska zaradenia do spektra symbióz môžeme spolužitie juvenilných, popr. nezelených orchideí označiť ako parazitickú symbiózu, pretože hostiteľ má prospech na úkor symbiotickej huby (Gryndler et al. 2004). Niekedy sa hovorí o dravšej ríši, kedy predátorom sa myslí rastlinný hostiteľ (Rasmussen a Rasmussen 2007). Je však ťažké experimentálne potvrdiť, že táto „predácia“ orchideí má negatívny vplyv na vitalitu hubového symbionta. Málo vytvorených plodníc síce môže signalizovať, že vitalita hubového partnera je oslabovaná (Taylor a Bruns 1999, Jones a Smith 2004).
Starostlivosť o orchidey
Transport živín medzi hubou a orchideou
Keď sa pozrieme na prenos látok z huby do orchidey, môže teoreticky prebiehať rôznymi spôsobmi. Prvou možnosťou je biotrofný prenos cez rozhranie hostiteľskej bunky a aktívneho hýfového zmotku. Druhá možnosť spočíva v absorpcii živín uvoľnených z hýf pelotónov po ich aktívnom usmrtení hostiteľskou bunkou. Treťou možnosťou je transport živín v podobe látok produkovaných činnosťou huby. Všetky tieto možnosti prenosu živín majú svoje klady a zápory. Napriek tomu sa javí, že biotrofný prenos je asi najpravdepodobnejší.
Prečo v priebehu životného cyklu v OM dochádza k degradácii hýfových pelotónov v bunkách hostiteľa? Prvým vysvetlením môže byť spustenie obranných mechanizmov orchideí, tj. produkcia fytoalexínov a lytických enzýmov, ktoré degradujú bunkový stenu hubového symbionta. Dochádza tak k degradácii hubového symbionta činnosťou obranného mechanizmu rastliny a nie „stravovaním“ hubového symbionta. Druhé vysvetlenie je, že sa môže jednať o prirodzené starnutie a degeneráciu hubového partnera. (Gryndler et al. 2004).
Zelené fotosyntetizujúce orchidey prestávajú byť z hľadiska získavania uhlíkatých látok závislé na svojom hubovom partnerovi. Napriek tomu tento symbiotický vzťah nie je úplne prerušený. Časť z vytvorených fotoasimilátov poskytujú orchidey symbiotickej hube (Cameron et al. 2006, 2008, Látalová a Baláž 2010). Tento vzťah môžeme označiť ako mutualistickú symbiózu.
Na experiment bol opäť použitý rastlinný druh Goodyera repens, ktorý bol pestovaný in vitro s hubou Ceratobasidium cornigerum (Cameron et al. 2006, 2008). Pre zistenie prenosu uhlíkatých látok bol použitý 14CO2, ktorý bol aplikovaný k rastlinám. V mycéliu rastúcim na agarovom médiu bez pridaných karbohydrátov bolo následne zistené 2,6% asimilátov. Otázkou zostáva, či tento transport uhlíka nebol artefaktom spôsobeným extrémnym vyhladovaním mycélia rastúcim na médiu bez sacharidov (Rasmussen a Rasmussen 2007).
Iná štúdia poukazuje na to, že mykobiont sa môže stať virulentný, keď substrát obsahuje málo uhlíka (Beyrle et al. 1995), čo mohlo byť aj v tomto prípade (Cameron et al. 2006, 2008). Ide teda buď o dočasný tok látok, patogénnu situáciu alebo trvalý tok uhlíka zo zelenej rastliny do mykoríznej huby, ktorý môže byť aj v prírode.
Transportom uhlíkatých látok v smere z orchidey do huby sa vo svojej práci zaoberali Látalová a Baláž (2010). Použili však celkom iný design experimentu ako predchádzajúci autori. Využili rozdielny obsah stabilného izotopu uhlíka 13C v pletivách C3 orchidey a C4 kukurice a sledovali jeho prenos z orchidey Serapias strictiflora do mykoríznej huby Epulorhiza sp.
Z výsledkov vyvodili, že pokiaľ boli rastliny pestované v substráte bez organickej zložky, rástlo mimokoreňové mycélium (δ13C=-26,3±0,20 ‰) veľmi dobre napriek tomu, že bolo závislé na biotrofnej výžive od koreňov orchideí (δ13C=-26,3±0,10 ‰). Ak mala mykorízna huba prístup k rozkladajúcim sa koreňom kukurice (δ13C=-14,6 ± 0,10 ‰) a kolonizovala ich, jej izotopové zloženie (δ13C=-21,6 ± 0,40 ‰) odrážalo kombináciu saprotrofnej a biotrofnej výživy.
Fosfor je pre rast rastlín základnou minerálnou živinou, vo forme dostupných pre rastliny sa však v pôde nachádza vo veľmi nízkych koncentráciách. Po vyčerpaní zásob v rizosfére je jeho dopĺňanie z okolitej pôdy vďaka nízkej koncentrácii a pomalej difúzii veľmi pomalé. Prvé štúdie, ktoré potvrdili príjem fosforu orchideou Goodyera repens prostredníctvom mykorízy sú od Dr. Alexandrovej a jej spolupracovníkov z roku 1984. Príjem 32P mykoríznymi hubami a jeho následný transport do orchidey bol neskôr znovu experimentálne dokázaný na tom istom rastlinnom druhu (Cameron et al. 2007).
Tieto výsledky umožnili aj kvantifikáciu čistého množstva P distribuovaného medzi rastlinu a hubu. Ekologicky významný môže byť aj zvýšený príjem vody mycéliom mykoríznej huby. Toto zistenie je na základe prebehnutého experimentu s porovnávaným obsahom vody v protokormoch terestrického druhu Platanthera integrilabia a subtropického epifytického druhu Epidendrum conopseum. Rozdiel v obsahu vody medzi protokormami mykoríznymi a nemykoríznymi bol vyšší u terestrického druhu ako u epifytického druhu orchidey (Yoder et al. 2000). Príčiny tohto javu sú neznáme, pravdepodobne ide o uvoľňovanie vody obsiahnutej vo vnútrobunkových hyfových pelotónoch pri ich dezintegrácii, prípadne v zvýšenej priepustnosti pletív hostiteľa pre vodu spolu so zvýšeným transportom vody pomocou mimokoreňového mycélia (Gryndler et al. 2004).
Ohrozenie orchideí a ochranné snahy
Medzinárodná únia ochrany prírody a prírodných zdrojov (IUCN) varuje, že mnohé odrody týchto vznešených rastlín nemusia vo voľnej prírode prežiť, ak sa bude naďalej zasahovať do ich životného prostredia. „Aj malé zmeny v ich prirodzenom prostredí môžu znamenať, že druhy hmyzu, ktoré sú nevyhnutné na ich opelenie, vyhynú alebo sa presunú inde,“ hovorí Wendi Strahmová z IUCN.
Odhaduje sa, že 20 percent z piatich miliónov orchideí, ktoré sa každý rok predajú, sa zbiera vo voľnej prírode. Ako poznamenáva IUCN, to prekáža v ochrane tejto krásnej rastliny. Človek pozná najmenej 20 000 druhov orchideí. Niektoré z nich sú vysoké len asi pol centimetra; iné sú popínavé a dorastajú do dĺžky 30 metrov. Väčšine druhov orchideí sa darí v teplých tropických oblastiach s množstvom zrážok. Je smutné, že pre ľudskú nevedomosť a nedbalosť je neustále ničené životné prostredie, čím je ohrozený stále väčší počet rastlín vrátane orchideí.
Vplyv eutrofizácie a kompetície
Antropogénne vplyvy, medzi ktorými je eutrofizácia jedným z najvýznamnejších faktorov, ovplyvňujú rozšírenie orchideí v prírode. Cieľom diplomovej práce bolo študovať efekty eutrofizácie a kompetície u orchidey Ophrys speculum s trávou Poa annua na ich rast. Pre štúdium efektov orchideoidnej mykoríznej (OM) symbiózy na rast a kompetičné schopnosti orchidey pri vysokej dostupnosti živín boli súbežne aplikované dva fungicídy (propikonazol a tiabendazol). Táto aplikácia fungicídov bola efektívna v redukcii rastu mimokoreňového mycélia OM húb. Avšak celkový efekt kompetície tak isto aj eutrofizácie na rast O. speculum nebol štatisticky preukázaný.
Ohrozené druhy a červený zoznam IUCN
RDB (Red Data Books - Červená kniha) IUCN je dokument, ktorý sa zaoberá chovom ohrozených druhov svetovej fauny. Je to špeciálna evidencia vyhynutých, vymierajúcich a ohrozených druhov rastlín a živočíchov. Bola založená v roku 1963 a neustále sa doplňuje a rozširuje podľa potrieb ochrany prírody. Kategórie definujú riziko vyhynutia posudzovaných druhov. Červený zoznam je oveľa viac ako len zoznam druhov s ich aktuálnym stavom.
Vedci z Royal Botanic Gardens Kew zverejnili najnovšiu správu o stave rastlín a húb vo svete. Dôvody úbytku rastlinných druhov sa nemenia. Správa uvádza, že až 33 % rastlín je ohrozených zmenami vo využívaní pôdy. Je to jediná najväčšia hrozba, ktorá nezvratne poškodzuje prírodné systémy. Vplyv klimatických zmien na vymieranie rastlín sa odhadoval na 4,1 %. Viac ako 59 % druhov húb budú pravdepodobne spĺňať kritériá ohrozeného druhu, a to 24,2 %.
„Žiaľ, stále viac a viac novo popísaných druhov má úzky rozsah výskytu. Až 45 % všetkých známych druhov kvitnúcich rastlín môže hroziť vyhynutie.“ „Čeľade rastlín Orchidaceae (orchidey), Piperaceae, kam patrí čierne korenie, Bromeliaceae, kam patrí ananás, a Araceae, kde patrí mnoho dôležitých plodín, patria medzi najviac ohrozené.“
Kráľovská botanická záhrada Kew na okraji Londýna je vedeckým a vzdelávacím zariadením medzinárodného významu pre botanický výskum. Na ploche 132 ha rastie viac ako 20 000 rastlín, ide o rastlinné druhy z celého sveta. Záhrady boli v júli 2003 zapísané do zoznamu svetového dedičstva UNESCO a v roku 2019 oslávili 260. výročie.
CITES a nelegálny obchod
Dohovor o medzinárodnom obchode s ohrozenými druhmi voľne žijúcich živočíchov a rastlín - CITES. Cieľom tohto dohovoru z roku 1973 je postaviť svetový obchod s ohrozenými druhmi voľne žijúcich živočíchov a rastlín pod spoločnú kontrolu všetkých štátov sveta tak, aby sa dosiahla ich ochrana pred úplným vyhynutím vplyvom bezohľadného obchodovania. V súčasnosti je pod ochranou CITES viac ako 900 druhov rastlín a zvierat z voľnej prírody, ktoré je zakázané predávať. Na asi 33 tisíc druhov zas je potrebné zvláštne povolenie. Medzi ohrozené druhy patria napríklad opice, mačkovité šelmy, papagáje, dravce, jašterice, korytnačky, orchidey.
Veľkú úlohu zohrávajú v nelegálnom obchode tiež výrobky z týchto ohrozených druhov rastlín a zvierat. Medzi najčastejšie patria náhrdelníky z koralov, slonovina, palice, šperky a panciere z morských korytnačiek, niektoré mušle a lastúry, kaviár, šatky vyrobené z vlny tibetskej antilopy, peňaženky z krokodílej alebo hadej kože, topánky, kabelky, opasky či kožušiny z mačkovitých šeliem - z tigra, leoparda, či jaguára.
Priviezť si kúsok exotiky je pre Slovákov veľmi lákavé. Ako agentúru SITA informovala hovorkyňa finančnej správy Patrícia Macíková, suveníry z dovolenky vám však colníci môžu zhabať a ešte budete mať problémy aj s políciou. Ak dovolenkové darčeky vyrobené z chránených druhov rastlín alebo živočíchov, pravdepodobne skončia v colných skladoch. Rovnako to je aj v prípade živých živočíchov a rastlín. Dovozcovi nelegálneho suveníru zas hrozí pokuta, v horších prípadoch aj väzenie na šesť mesiacov až na tri roky. Colné úrady sa podľa Macíkovej každoročne stretávajú s prípadmi, keď dovolenkárom nájdu v batožine exempláre podliehajúce medzinárodnej kontrole v rámci „Dohovoru o medzinárodnom obchode s ohrozenými druhmi voľne žijúcich živočíchov a rastlín - CITES“.
Zmena prístupu k ochrane orchideí
Vzácne a ohrozené druhy kaktusov a orchideí, ale aj iných rastlín by v skutočnosti vôbec nemuseli byť vzácne a ohrozené, keby sa zmenilo zmýšľanie tvorcov zákonov o ochrane ohrozených druhov. Vytvoril sa bludný kruh - rastliny sú chránené, lebo sú vzácne a sú vzácne, lebo sú chránené. Tento bludný kruh treba preťať. Rastlina nie je jedinečná staroveká pamiatka, aby ju bolo treba chrániť mrežami, nie je to ani droga, aby sa jej držanie zakazovalo a nie je to ani zbraň, aby na jej držbu bola potrebná licencia. Práve naopak - je to živý organizmus, ktorého významnou vlastnosťou je schopnosť rozmnožovať sa - vytvárať vlastné identické kópie.
Princíp je veľmi jednoduchý - ak ničenie rastlín, či už ničením stanovísk, odlesňovaním, zástavbou alebo zberom je vo svojej podstate aktívny proces, aj ochrana rastlín by sa mala z pasívneho zakazovania a obmedzovania zmeniť na aktívny proces. Vzácne a ohrozené rastliny - naše aj tropické - treba urýchlene zaviesť do kultúry a namnožiť ich v čo najväčšom množstve - časť rastlín vrátiť naspäť do prírody na pôvodné alebo náhradné stanovisko (čo sa síce robí, ale mohlo by sa v oveľa väčšom rozsahu), časť - ak je to možné - použiť na ozelenenie miest a obcí a časť ponúknuť na trhu za prijateľnú cenu, aby ich každý záujemca mohol čo najjednoduchšie lacno a legálne získať. Určite by sa aspoň čiastočne odbúrala byrokracia (napríklad povolenia na zber, druhové karty atď.), ktorá by sa takto stala zbytočnou.
Zdá sa, že súčasný reštriktívny spôsob ochrany rastlín je vysoko kontraproduktívny a najviac vyhovuje byrokratickému aparátu, ktorý žije z vypĺňania štatistík o ochrane prírody, ako aj čiernemu trhu a pašerákom. „Vďaka“ obmedzeniam a zákazom sa na čiernom trhu udržujú vysoké ceny - čím vzácnejšia rastlina, tým viac zberateľ zaplatí. Bolo by však chybou pozerať sa v týchto súvislostiach na zberateľov ako na „škodnú“ - zberateľstvo je zrejme inštinktívna činnosť a je zbytočné proti nemu bojovať.
Ako jediné životaschopné riešenie do budúcnosti vidíme radikálnu zmenu prístupu k ochrane vzácnych a ohrozených rastlín v medzinárodnom meradle a všemožnú podporu ich pestovania, či už v botanických záhradách, u zberateľov, v záhradníckych podnikoch, v mestskej zeleni, v školách, alebo len tak, v domácnosti. Napríklad namiesto zákonom nariadeného konfiškovania rastlín na burzách a v súkromných zbierkach treba zberateľov požiadať o spoluprácu, využiť ich bohaté skúsenosti a požiadať ich, aby dopestovali čo najviac rastlín a ďalej ich šírili - rozdávali, predávali, vymieňali, poskytli na reintrodukciu. Z ohrozených druhov, ktorých vzácnosť je v skutočnosti zákonnými obmedzeniami umelo udržiavaná v prospech čierneho trhu, by sa v priebehu niekoľko málo rokov mohli stať bežné rastliny a zoznamy chránených rastlín - Červené knihy, CITES a iné - by sa konečne mohli stať minulosťou. Spathiphyllum wallisii nám v tomto smere môže poslúžiť ako nasledovaniahodný žiarivý príklad.
tags: #orchidea #pre #vyhynutim