Vzťahy vo svete orchideí

Jedinečný spôsob opeľovania má rod hmyzovník (Ophrys). Jeho kvety sa tvarom až nápadne podobajú niektorým druhom hmyzu.

Orchidey majú v kvetnej ekológii veľmi špecializované, rôznorodé a komplikované vzťahy. Z celej rastlinnej ríše sú kvety orchideí asi najväčšmi prispôsobené svojim opeľovačom vôňou, nektárom, ale najmä atraktívnymi okvetnými lístkami.

Kvety orchideí sa v podobe, ako ich poznáme, začali vyvíjať v druhohorách pred viac ako 100 miliónmi rokov. Vtedy došlo k prvým kontaktom medzi hmyzom-opeľovačom a pohlavnými orgánmi rastlín. Počas dlhého evolučného procesu sa kvety orchideí naozaj dokonale prispôsobili svojim opeľovačom, a to nielen tvarom, ale aj najrôznejšími, často až neuveriteľnými adaptáciami. Niekedy sa až zdá, akoby sa orchidey vždy snažili nájsť pre svoje opelenie nejaké nezvyčajné riešenie. Väčšina druhov priťahuje opeľujúci hmyz pomocou optického alebo chemického signálu. Je zaujímavé, že len málo z nich ponúka hmyzu nektár. Namiesto tvorby nektáru však orchidey vymýšľajú rôzne spôsoby, ako hmyz oklamať a prilákať na návštevu kvetu. Mnohé druhy lákajú hmyz prostredníctvom zafarbenia a vône kvetu, niektoré však používajú oveľa rafinovanejšie spôsoby.

Okvetný lístok výrazne odlišný ako ostatné slúži ako pristávacia plocha pre opeľujúci hmyz.

Zvláštne usporiadanie

Z celej rastlinnej ríše sú kvety orchideí asi najväčšmi prispôsobené svojim opeľovačom, o čom svedčí aj ich zvláštne usporiadanie. Okvetné lístky vyrastajú v dvoch kruhoch, v každom kruhu po troch. Rozdeľujú sa na vonkajšie a vnútorné. Kým vonkajšie okvetné lístky majú rovnaký tvar a veľkosť, vo vnútornom kruhu je jeden okvetný lístok tvarom a veľkosťou výrazne odlišný od ostatných. Nazýva sa pysk a ten hrá pri opeľovaní najdôležitejšiu úlohu. Keďže väčšina druhov orchideí je entomogamných, čo znamená, že ich kvety sú adaptované na prenos peľu prostredníctvom hmyzu, slúži pysk ako pristávacia plocha preň. Niekedy však má ešte väčší význam. Napríklad čeľaď Cypripedioideae má pysk ako dômyselnú pascu, rod Ophrys zasa imituje samičky niektorých druhov hmyzu. Tyčinka s peľnicou obsahujúca peľ je zrastená s čnelkou do tzv. stĺpika, ktorý nesie bliznu. Peľové zrnká sú zlepené do zvláštnych útvarov nazývaných brilky. Tie sa pomocou lepivej časti ako celok prenášajú rôznymi druhmi hmyzu na ďalšie kvety. Ďalšou zvláštnosťou väčšiny druhov orchideí je aj tzv. resupinácia kvetu, teda otočenie kvetu o 180º.
V nerozkvitnutom kvete je totiž pysk postavený ako prostredný horný okvetný lístok a keby zostal v tejto polohe, slúžil by len ako ochrana pohlavných orgánov kvetu. Keďže jeho prioritnou úlohou je slúžiť ako pristávacia plocha pre opeľujúci hmyz, musí smerovať nadol. Preto veľmi krátko pred alebo hneď po rozkvitnutí kvetu dochádza k jeho otočeniu – resupinácii. Tento zvláštny jav nastáva trojakým spôsobom. Prvým je jednoduché preklopenie kvetu známe napríklad pri rode Cypripedium, druhým je skrútenie kvetnej stonky a tretím skrútenie semenníka o 180º, 270º, ba dokonca až o 360º. Existujú však aj výnimky, pri ktorých k resupinácii vôbec nedochádza.

Podobnosť nie je náhodná

Saprofytická orchidea sklenobyľ bezlistá má zvláštne postavenie kvetov.

Jedinečný a veľmi rafinovaný spôsob opelenia má európsky rod hmyzovník. Kvety týchto rastlín sa tvarom až veľmi nápadne podobajú niektorým druhom hmyzu. Všimli si to aj známi prírodovedci Karl Linné a Charles Darwin, ktorí tento jav podrobne skúmali. Dlho však bolo záhadou, aký biologický význam má táto podobnosť. Nakoniec sa predsa len našlo vysvetlenie. Pozorovaním hmyzovníka Ophrys speculum rastúceho najmä v Stredomorí sa zistilo, že jedinými návštevníkmi jeho kvetov sú samčeky určitého druhu žihadlovky (čeľaď Scoliidae), ktoré sa pri návšteve kvetu pohybovali ako pri kopulácii, akoby tento kvet pokladali za samičku. Ďalšími pozorovaniami sa tieto poznatky potvrdili, čo viedlo k objaveniu doposiaľ neznámeho princípu opeľovania, ktorý bol pomenovaný ako pseudokopulácia. Po zverejnení výsledkov skúmania však tomuto javu málokto veril a až oveľa neskôr sa s konečnou platnosťou tento fenomén potvrdil a podrobne popísal. Na akom princípe je teda založené opeľovanie kvetov hmyzovníkov? Takmer všetky známe druhy sa opeľujú rovnakým mechanizmom. Kvety predstavujú pre opeľujúci hmyz atrapy samičiek, ktoré sa svojim živým originálom nápadne podobajú. Aby ich hmyz navštívil a opelil, musia kvety imitovať aj ďalšie dôležité signály.

Iný spôsob samoopelenia majú niektoré kruštíky (Epipactis).

Pachové a optické signály

Z nich najdôležitejší je pachový signál, pomocou ktorého samčeky vyhľadávajú samičky. Vnímajú ho zmyslovými brvami na tykadlách a ich evolučný rozpoznávací mechanizmus im umožňuje medzi tisíckami pachových signálov presne určiť tú zmes pachov, ktoré vypúšťajú práve ich samičky. Vedecký výskum dokázal, že kvety hmyzovníkov sa vyznačujú veľmi špecializovanou zmesou pachov vytváraných v početných bunkách rozmiestnených na pysku. Je prekvapujúce, že tieto pachy sa úplne nezhodujú so zmesou pachov skutočných samičiek. Hoci je ich chemické zloženie odlišné, samčeky hmyzu na ne reagujú tak, ako keby išlo o skutočné pachové signály samičiek.
Na vyhľadávanie partnerov hmyz vo veľkej miere využíva aj optické signály. Tie samčekovi nielen presne ukážu, kde je samička, ale pomocou špecifických optických znakov signalizujú, či skutočne ide o tú správnu. Aj keď doposiaľ neexistujú systematické štúdie o úlohe optických signálov rodu Ophrys, z rôznych analógií možno odvodiť určité zákonitosti. Porovnaním kvetov rôznych druhov hmyzovníkov môžeme podľa viacerých detailov rozlíšiť tri typy vzhľadu samičiek. Prvým typom sú kvety, ktoré napodobňujú samičky veľmi detailne, čo môžeme vidieť aj voľným okom. Druhý typ už nie je natoľko podobný, ale má farebný a kresbový vzor pripomínajúci samičku opeľovača. Tretím typom sú kvety, ktoré imitujú samičku len základným zafarbením kvetu. Tento typ je medzi hmyzovníkmi najväčšmi rozšírený.

Pokračovanie článku si môžete prečítať v časopise Quark 1/2020. Ak chcete mať prístup k exkluzívnemu obsahu pre predplatiteľov, prihláste sa. Ak ešte nie ste naším predplatiteľom, objednajte si predplatné podľa vášho výberu tu.

Text a foto Ľubor Čačko

Komentáre