Jak startuje jarní kvetení?
Prožili jsme explozi jarního kvetení. Odborník, botanik, tu krásu vnímá také, ale vidí hlouběji. A zamýšlí se nad hloubkou poznání. Rostlinný fyziolog, docent Jan Krekule, konkrétně nad tím, jak toto jarní kvetení startuje.
Časné jaro. Krajina v Českém krasu. Sem tam rozházené kopce, co předstírají rozlehlost i divokost. V blízkém horizontu stráň s lysinami obnažené půdy, vzorník jarní zeleně na nečetných keřích a stromech, i po zemi rozhozené barevné skvrny. Mají i své botanické názvy. Zkusme si na některé vzpomenout: tařice kališní, písečnice douškolistá, kamejka rolní, marulka pamětník, pomněnka drsná, hluchavka objímavá, penízek prorostlý, tolice nejmenší.
Malé a nenápadné, životní cyklus v rozpětí jedné vegetační sezóny. Objeví se a zmizí. Je to i součást životní strategie. Ukončit životní cyklus, dokud se neobjeví lépe vybavená konkurence vytrvalých rostlin, především trav. Kdo uteče, ten vyhraje.
Doba, ve které se musí kvetení odehrát, představuje velmi úzké časové okénko: časnější kvetení znamená riziko, poškození mrazem. Pozdější kvetení pak zhoršené podmínky využití stanoviště, které už začínají sdílet ostatní druhy. Hromadné kvetení vnímáme jako samozřejmost. Biolog zabývající se vývojem se bude ale ptát, zda ta samozřejmost znamená i totožný fyziologický návod, shodný startovní signál.
Je to dávno, co jsme na tuto otázku odpovídali. Jazykem odpovědi byly pokusy. V experimentálním přístupu, který jsme tehdy použili, byla otázka, co vyvolává kvetení, nahrazena otázkou, co kvetení brání, jaké závory je třeba odstranit, aby zvýšené teploty jara vedly i k založení květů. Byliny našeho mírného pásma mohou řešit úlohu doby jarního kvetení s využitím tří vývojových projevů.
Na prvním místě je odpočinek semen, semenná dormance. Semena většinou po uzrání nejsou schopna klíčit, byť jsou i k tomu vhodné podmínky teploty a vlhkosti. Příčina je v nepropustnosti semenných obalů nebo v zastoupení některých hormonů. V odpočívajícím semeni bývá nadbytek kyseliny abscisové a nedostává se giberelinů. Pro naše uvažování je podstatné, že odpočinek semene posune klíčení do pozdního podzimu nebo do jara.
Pokud je první překážka překonána, může se před klíční rostlinkou objevit na cestě ke kvetení další blok. Požadavek dlouhodobého působení nízkých teplot nad bodem mrazu. Říká se tomu jarovizace. Doba působení a hranice, při nichž jsou nízké teploty účinné, představují charakteristiku daného druhu. Bez dlouhodobého působení nízkých teplot většina ozimých druhů nevykvete. Jde o solidní zábranu, aby nedošlo ke kvetení na podzim nebo v průběhu zimy. Její význam ovšem narůstá tam, kde jsou zimy zvláště mírné. V západní Evropě blízko Atlantiku i v jižní Evropě blízko Mediteránu.
Třetí pojistku předčasného kvetení pak představuje fotoperiodická reakce. U většiny rostlin našeho mírného pásma může dojít ke kvetení teprve tehdy, jestliže dosáhne délka prodlužujícího se dne určité kritické hranice. I ta je charakteristikou jednotlivých druhů.
A jak se tedy uplatní tyto tři zábrany u rostlin na berounské stráni, které kvetou přibližně ve stejnou dobu? Nejprve se experimentálně zjišťoval výskyt a trvání odpočinku semen. Po celý podzim a celou zimu se testovalo, zda jsou semena uložená v půdě na přirozeném stanovišti i v laboratorních podmínkách schopna klíčení. Klíční rostlinky, semenáčky všech uváděných druhů pak byly vystavovány po různou dobu nízkým teplotám. Pro některé bylo takové ošetření podmínkou kvetení. Ukazovalo, že na regulaci kvetení se podílí jarovizace.
Nejsložitější byly pokusy se stanovením fotoperiodické reakce. K nim bylo zapotřebí klimaboxů a světelných režimů s různou délkou dne. Den nahradily zářivky a halogenové výbojky. Projevila se značná rozmanitost závislosti kvetení na délce dne. Na jedné straně situace, při níž rostliny na krátkém dni nekvetly, a současně i druhá krajnost, druhy, které kvetly prakticky bez ohledu na délku dne.
Výsledky ukázaly, že s ohledem na mechanismy regulující kvetení představují rostliny, které zjara rychle odkvetou a zmizí, velmi pestrou směsici. Hluchavka objímavá může kvést, kdykoli skončí klidové období semen. Nemá nároky na nízké teploty ani na vyhraněnou délku dne. S tím kontrastují nároky tolice nejmenší. Kvetení je podmíněno odpočinkem semen kombinovaným s výrazným požadavkem nízkých teplot a s vyhraněnou dlouhodenní reakcí fotoperiodickou. Podobný charakter má i vývoj marulky klinopád. Penízek prorostlý a tařice kališní mají vývojový cyklus, v němž převládá vliv nízkých teplot a projevuje se i odpočinek semen. Postrádají však vyhraněný nárok na délku dne. Ostatní zkoumané druhy projevovaly méně vyhraněné nároky.
Na první pohled snad překvapivé zjištění: stejná doba kvetení celého rostlinného společenstva je provázena rozmanitostí způsobů, jak k němu dojít. Vlastně to není až tak překvapivé zjištění. Rostliny se chovají podle očekávání. Široká škála nepředvídaných situací, včetně rozmarů počasí, které mohou na stanovišti ohrozit jejich existenci, se vynahrazuje širokou škálou vývojových možností. Tvárností, která je zárukou přežívání a každoročně nám i spolehlivě zajišťuje opakování kvetoucí krásy.
