Česko přitom spravuje ještě širší sbírku. V rámci Národního programu genetických zdrojů rostlin je evidováno celkem 57 939 vzorků. Když v roce 1951 vzniklo první specializované oddělení pro genetické zdroje, šlo zhruba o 6 000 položek. Od té doby se kolekce několikanásobně rozrostla a dnes patří mezi důležité součásti evropské sítě genových bank.

Semena jsou v bance skladována za přísně kontrolovaných podmínek, aby si zachovala klíčivost i po desítkách let. Odborníci je pravidelně testují, obnovují a pečlivě dokumentují jejich původ i vlastnosti. Díky tomu mohou sloužit šlechtitelům, vědcům i zemědělcům při vývoji odolnějších plodin, které lépe zvládnou sucho, choroby nebo měnící se klima.

Pražská genová banka je zároveň součástí mezinárodní sítě podobných institucí, které si vzorky v případě potřeby navzájem poskytují. I když jde o práci, která není na první pohled vidět, její význam je zásadní. „Budou strašná sucha, nebo se naopak ochladí, a odrůdy, které teď pěstujeme, nebudeme moct pěstovat, protože nebudou použitelné v těch podmínkách, které nastanou. Ale v materiálech, které máme uchovávané, se může objevit něco, co můžeme použít jako zdroj pro šlechtění nebo výzkum. A to je ta hlavní myšlenka,“ vysvětlila Dagmar Janovská, vedoucí týmu genové banky a předsedkyně sítě evropských genových bank.

V chráněné krajinné oblasti Český les u hranic s Německem se daří vzácným druhům rostlin – například keříčkové vrba borůvkovitá, která přečkala až z dob ledových. Oblast je mozaikou mokřadních luk a suchých travin, kde by se bez zásahu člověka postupně rozrostl les a zanikly by otevřené plochy pro specializované rostliny. Na pomoc přichází šetrná pastva a ruční zásahy. V lokalitě Požáry se pasou ovce, kozy, koně, ale i jaci, kteří mají v náročných terénech výbornou průchodnost a pomáhají udržovat nízkou vegetaci.

Kromě zvířat ochránci přírody také pravidelně vyřezávají náletové dřeviny, aby se udržel prostor pro vzácné druhy luk. Díky těmto opatřením se výška porostu snížila výrazně. Dříve travina dorůstala třeba i metrů, dnes je to často jen kolem tří desítek centimetrů. To umožňuje rozvoj orchidejí, rosnatek a různých druhů hmyzu, které by v hustší vegetaci nenalezl prostor.

Vědci zjistili, že rostliny při nedostatku vody nebo po poškození vysílají specifické ultrazvuky. Tyto zvuky jsou pro lidské ucho neslyšitelné, ale například moli je dokážou zachytit. V experimentu samičky molů odmítaly klást vajíčka na rostliny, které „vydávaly“ stresové signály. Zřejmě proto, že je vyhodnotily jako nevhodné pro vývoj jejich potomstva. To naznačuje, že zvuk může být dalším způsobem, jak se v přírodě přenášejí důležité informace.

Objev má i praktický potenciál. Pokud se podaří těmto rostlinným zvukům porozumět, mohli by zemědělci v budoucnu včas rozpoznat stres u plodin a předejít tak jejich poškození. Studie zároveň ukazuje, jak úžasně propojený a citlivý je svět kolem nás. I rostliny, které vypadají nehybné a tiché, možná neustále komunikují se svým okolím.

Během svého terénního průzkumu prošla studentka systematicky každou ulici zájmové oblasti a v rámci bakalářské práce zaznamenala celkem 324 nepůvodních a 54 ohrožených druhů. Za své mimořádné nálezy jí Česká botanická společnost udělila prestižní Cenu Víta Grulicha. Mezi objevy patří například tráva milička (Eragrostis virescens), původem z Ameriky, která byla v Olomouci dříve pozorována, ale nerozpoznána jako nový druh pro Česko.

Botanička mimo jiné zaznamenala i dymnivku žlutou (Pseudofumaria lutea) ve spáře mezi chodníkem a zdí domu či vějířovku (Scaevola aemula), okrasnou rostlinu původem z Austrálie, dosud bez záznamu o zplanění v Evropě. Její zjištění potvrzují, že města fungují jako vstupní body pro šíření nepůvodních druhů. S nárůstem teplot, změnami klimatu i intenzivní výsadbou okrasných druhů se souměrně mění i městská flóra.

Díky propojení řady zobrazovacích metod s pokročilými algoritmy strojového učení systém umožňuje technologie předpovědět na základě získaných dat další vývoj a kondici rostlin, což jsou stěžejní informace pro pěstitele i šlechtitele zemědělských plodin. „Ve studii jsme prokázali, že Amulet může výrazně zlepšit proces zpracování dat z fenotypizace, tedy sledování a hodnocení vlastností rostlin v závislosti na prostředí. To je klíčové pro šlechtění rostlin a výzkum v oblasti zemědělství. Tento přístup umožňuje rychlejší a přesnější analýzu rostlinných vlastností, což může přispět k vývoji odolnějších a výnosnějších plodin,“ uvedla jedna z autorek Nuria De Diegová.

Model Amulet zpracovává obrazy získané pomocí cenově dostupné RGB kamery. Vědci ho natrénovali na více než 30 000 snímcích modelové rostliny huseníčku rolního. Prokázali přitom, že ho lze využít i na zemědělské plodiny, jako je brambora. Systém se osvědčil i při prognóze nástupu chorob u rostlin ještě předtím, než se projeví první viditelné příznaky. Díky tomu bude možné rychleji a citlivěji zasáhnout a efektivněji tak chránit zdraví plodin.

Tradiční monitorovací nástroje se zaměřují na měření seismické aktivity a sběr vzorků plynů, přesto tyto metody mohou minout jemné varovné signály skryté uvnitř krajiny. Vědci proto hledali další způsoby, jak odhalit známky neklidu dříve, než dojde k erupcím. Týká se to především sopek, které jsou daleko od obydlených oblastí. 

Výzkumník Robert Bogue z McGill University v Montrealu v Kanadě zkoumal, jak rostliny reagují na změny v zemi, které mohou poukazovat na stoupající magma a zvýšené riziko sopečné aktivity nebo bezprostřední erupci sopky. Změny teploty oxidu uhličitého, síry a půdy mohou ovlivnit to, jak stromy vzkvétají. Tyto faktory se často projevují v oblastech s vulkány. Vědci se domnívají, že takové signály se mohou objevit v rostlinných tkáních měsíce nebo roky předtím, než dojde k významným událostem.

Studie, kterou vedl Luiz Domeignoz-Horta z Curyšské univerzity, ukazuje, že klíčem ke zvýšení ukládání uhlíku v půdě je pouhé zvýšení rozmanitosti rostlin na zemědělských polích. Vědci vzali svou studii do Finska, kde zahájili experiment TwinWin. Cílem výzkumu bylo zjistit, jak by různé úrovně rozmanitosti rostlin mohly ovlivnit mikrobiální procesy v půdě, zejména pokud jsou integrovány se základní plodinou, jako je ječmen. Ječmen byl pěstovaný samostatně a taky spolu s osmi různými rostlinnými druhy – každý byl pečlivě vybrán pro své potenciální přínosy pro zdraví a odolnost půdy. Tyto druhy zahrnovaly odrůdy fixující dusík a odrůdy s hlubokým kořením. Rostliny byly vybrány s cílem zlepšit koloběh živin, strukturu půdy a podporovat udržitelné zemědělské postupy.

Vědci měřili mikrobiální růst, dýchání půdy a dynamiku komunity pomocí molekulárního sekvenování a sledování stabilních izotopů. Tým pečlivě sledoval pohyb uhlíku v půdních mikrobiálních komunitách. „Zjistili jsme, že vyšší rozmanitost rostlin podpořila silnější pozitivní interakce mezi mikroby v rhizosféře – oblasti kolem kořenů rostlin – což v konečném důsledku zlepšilo efektivitu využívání uhlíku v komunitě,“ řekl Domeignoz-Horta. Kromě toho větší rozmanitost rostlin pozitivně ovlivnila celkovou produkci rostlinné biomasy, aniž by způsobila pokles výnosů ječmene, což dokazuje, že tato praxe může zachovat produkci plodin a zároveň zvýšit retenci uhlíku v půdě. Výsledky experimentu TwinWin zdůrazňují nevyužitý potenciál rozmanitosti rostlin v zemědělství.

Objev učinil poté, co tyto nemoci způsobily celosvětové ztráty v hodnotě stovek milionů dolarů. Nový hybridní banán je výsledkem spolupráce mezi společnostmi Chiquita, KeyGene, MusaRadix a skupinou vědců z Wageningen University and Research. Prototyp rostliny je produktem pečlivě kombinovaných konvenčních šlechtitelských technik s pomocí moderní technologie analýzy DNA.

Gert Kema, profesor fytopatologie ve Wageningen, považuje vývoj hybridního banánu za velký průlom v pěstování. „Už nějakou dobu víme, že konvenční šlechtění nám může pomoci vyvinout rostliny odolné vůči nemocem,“ uvedl Kema. „Nyní jsme to dokázali, a co je důležitější, ukázali jsme, že pomocí nejnovějších genetických nástrojů to dokážeme mnohem rychleji než ostatní. To je velmi důležité pro budoucnost pěstování banánů,“ dodal.

Podle výzkumníků z Číny, kteří za výzkumem stojí, by jejich zjištění mohla být přelomová pro zemědělství. Ve studii prokázali, že rostlinám, které „poslouchají“ hudbu, roste o působivých 10 procent více listů, přijímají více slunečního světla a produkují více potravy, než těm, které nebyly muzice vystaveny. Tento převratný koncept odborníci nazývají „akustické zemědělství“.

Pro experiment nechávali vědci hrát rostlinám uklidňující zvuk Bandriho skladby The Purple Butterfly. Rostliny byly vystaveny jemné hudbě po dobu pěti hodin během sedmi po sobě jdoucích dnů. Výzkumníci také udržovali hladinu zvuku v rozmezí 60–70 decibelů, což odpovídá hlasitosti typické konverzace. Následující analýza potvrdila pozitivní vliv hudby na rostliny. Dalším předmětem zkoumání bude, jak a proč k tomu došlo. Akustické farmaření by však podle odborníků mohlo vést k revoluci v zemědělství.

Konkrétně se výzkumný tým zaměřil na GLRaV-3 (virový komplex 3 spojený s vinnou révou), což je virus šířený především hmyzem. GLRaV-3 má za následek snížené výnosy a nižší kvalitu ovoce, což každoročně způsobuje americkému vinařskému a hroznovému průmyslu škody a ztráty odhadem ve výši tří miliard dolarů. Historicky detekce viru vyžadovala pracné analyzování révy po révě a nákladné molekulární testování. Cílem studie proto bylo zjistit, zda by nová technologie mohla pomoci při včasné identifikaci nemocí. „Stejně jako lidé nemusí nemocné rostliny vykazovat příznaky hned, takže včasná detekce je největší výzvou, které pěstitelé čelí,“ řekla hlavní autorka studie doktorka Katie Goldová, odborná asistentka na Cornell University. 

Odborníci testovali schopnost přístroje AVIRIS-NG instalovaného na výzkumné letadlo létající přes zhruba 11 tisíc akrů vinic v Kalifornii, hlavní oblasti produkující hrozny. Shromážděná data byla poté vložena do počítačových modelů určených k rozlišení infekce. Zjištění výzkumníků byla působivá; podařilo se jim rozlišit infikovanou a neinfikovanou révu s 87% přesností, a to jak před, tak po objevení viditelných příznaků.

Na atlasu od roku 2018 pracuje 20 botaniků a více než 60 fotografů z Jihočeské univerzity, brněnské Masarykovy univerzity, olomoucké univerzity Palackého nebo České zemědělské univerzity a botanického ústavu Akademie věd. „Atlasů rostlin je spoustu, ale jsou to menší knížky nebo překlady ze zahraničí a mají maximálně 1 000 taxonů. Navíc často bývají i kreslené. Atlas, který právě vzniká, bude obsahovat více než 3 100 druhů, protože do něj dáme všechny původní české rostliny,“ uvedla jedna z jeho autorek Alena Lepší.

Připravovaná publikace bude určena pro laiky, odborníky i školy. V knize budou informace nejen o původních planých rostlinách v Česku, ale také o takzvaných často zavlečených. Publikace bude informovat i o vyhynulých druzích, u kterých však existuje naděje, že se budou opět v přírodě vyskytovat.

V provedených experimentech jednotlivé buňky rostlin vykazovaly znatelnou reakci na jemný dotek skleněné tyčinky. Buňky údajně reagovaly prostřednictvím přenosu pomocí pomalých vápníkových signálů do sousedních buněk. Po uvolnění tlaku navíc tyto buňky iniciovaly mnohem rychlejší vlnové vzory. Tento úkaz potvrdil zjištění, které už nějakou dobu vědecká komunita uznává, a sice že rostliny mohou reagovat na dotek. Novým poznatkem je to, že buňky rostlin generují různé signály, když se s dotykem setkají a když ustane. „Je docela překvapivé, jak jemně citlivé jsou buňky rostlin – že dokážou rozlišit, když se jich něco dotkne. Cítí tlak, a když se uvolní, cítí pokles tlaku,“ uvedl hlavní autor studie profesor Michael Knoblauch.

Celkem Knoblauch a jeho tým provedli 84 podrobných experimentů na dvanácti rostlinách, konkrétně na řeřichovicích a tabákových druzích. Tyto rostliny byly díky moderní technologii speciálně vyšlechtěny tak, aby obsahovaly senzory vápníku. Studie odhalila, že dotek rostliny rozvířil u jejích buněk pomalé vlny iontů vápníku známých jako cytosolický vápník. Tyto vlny se šířily z dotčené buňky do sousedních buněk během 30 sekund, přičemž celková doba trvání dělala tři až pět minut. Naopak odstranění doteku vyvolalo téměř okamžitou reakci v podobě rychlých vln, které utichly během minuty. Vědci připisují tyto vlny změnám tlaku uvnitř buňky. Na rozdíl od svých živočišných protějšků mají rostlinné buňky silné buněčné stěny. V důsledku toho i lehký dotek dočasně zvýší tlak v buňce.

Vědci Botanického ústavu Akademie věd (AV) ČR zkoumali vliv rostlin na složení půdy horských luk. Podle nich každá rostlina během svého života ovlivňuje půdní prostředí. Vyčerpává živiny, má vliv na složení půdních mikroorganismů, akumuluje patogeny či naopak prospěšné symbiotické houby. Dosud bylo známo, že tento vztah mezi rostlinami a půdou ovlivňuje soužití rostlin v druhově chudších či velmi dynamických systémech, jako jsou například zemědělské kultury. „Nás zajímalo, jak tento mechanismus funguje v druhově bohatých společenstvech, kde jsou kořeny mnoha druhů rostlin značně propletené i na malé prostorové škále, a je tedy pravděpodobné, že vliv jednotlivých druhů na půdu se bude sčítat,“ uvedla hlavní autorka studie Eliška Kuťáková.

Při výzkumu vědci využili data z téměř dvacetiletého experimentu v Krkonoších, kde byl z pokusných ploch manuálně odstraňován dominantní druh trávy, kostřava červená, která tvoří až třetinu celkové biomasy horských luk. Vědci testovali, zda přítomnost tohoto druhu ve společenstvu ovlivní zpětnovazebné procesy rostlina-půda. Zároveň ve skleníku ověřovali, jaké složky půdy se změní v reakci na růst kostřavy červené a zda následný růst jiných druhů rostlin ve stejné půdě může tyto „vzpomínky“ na původní kostřavu z půdy „vymazat“.

Získaná data vědce překvapila. „Navzdory tomu, že kostřava červená je známa silnými efekty na půdu, se ukázalo, že v půdě nezanechala změny. To může znamenat, že změny, které kostřava v půdě způsobila, mohou být částečně překryty a částečně změněny efekty dalších druhů, které se ve společenstvu vyskytují současně,“ vysvětluje Zuzana Münzbergová z Oddělení populační ekologie Botanického ústavu AV ČR. Vědci zjistili, že jednotlivé druhy společně ovlivňují většinu měřených proměnných jako pH, obsah živin, ale i společenstva půdních bakterií a hub. Pokud v této půdě rostou další rostliny, i jejich růst reaguje na přítomnost předchozích druhů rostlin. Výsledky výzkumu by mohly najít využití při ochraně přírody.

Program začíná zítra v úterý 23. května a potrvá do úterý 17. října. „Důležitým úkolem botanické zahrady je vedle představení vzácných a zajímavých rostlin z celého světa, sbírkotvorné činnosti a ochrany rostlinného bohatství a přírody vůbec také vzdělávání,“ uvedl ředitel Botanické zahrady Praha Bohumil Černý. Senioři, kteří nemají vlastní zahradu, si tak budou moci vyzkoušet zahradnické práce přímo v záhonech botanické zahrady. Připravena je také řada workshopů na téma pěstování bylinek nebo vytvoření minizahrádek v recyklovaných nádobách. V plánu jsou také komentované prohlídky, jejichž součástí bude i výroba vína a vinný sklípek.

Na všechny typy programů a prohlídky je nutná rezervace, přičemž programy pro seniory jsou zdarma. Zájemci zaplatí pouze standardní vstupné do botanické zahrady.

Rostliny vystavené stresovým podmínkám vydávají údajně až 50 zvuků za minutu. Zjistili to vědci z univerzity v Tel Avivu. Zvuk je na tak vysoké frekvenci, že se nachází mimo hranici slyšitelnosti lidského ucha. Zachycují jej však zvířata a jiné rostliny. Odborníci se domnívají, že rostliny takto komunikují se svým okolím.

Zkoumaným vzorkem byly rostliny rajčat a tabáku. Tyto druhy totiž patří mezi detailně prozkoumané. Testovaným rostlinám byly v rámci studie seřezávány stonky nebo nebyly zalévány. Díky tomu výzkumníci zjistili, že zvuky rostliny vydávají procesem kavitace. Během něj dochází k vytváření a srážení vzduchových bublin v cévním systému. Výsledkem je zvuk podobný cvakání a praskání, který se může šířit až na vzdálenost pěti metrů. Podle autorů výzkumu mohou získané poznatky vést ke změně přemýšlení o rostlinné říši, která byla dosud považována za němou. 

Masožravé rostliny jsou rostliny, které chytají a následně tráví malé živočichy, obvykle hmyz, za účelem získání dalších živin, které v jejich půdě nebo prostředí chybí. Mají vyvinuté specializované struktury, jako jsou lepkavé listy nebo pasti, které jim umožňují chytit a konzumovat svou kořist. Nové druhy rostlin byly nalezeny ve vysokých Andách jižního Ekvádoru, poblíž hranic s Peru.

Tento region se vyznačuje výjimečnou biodiverzitou částečně díky tomu, že členitý terén a rozmanité klima And poskytují mnoho mikrohabitatů.  Jedná se o významný objev, protože většina druhů máslových je rozšířena na severní polokouli. Pinguicula jimburensis byla nalezena na břehu vysokohorské laguny ve výšce 3 400 metrů, zatímco Pinguicula ombrophila byla zaznamenaná na téměř svislé skalní stěně ve výšce 2 900 metrů.

S objevem těchto dvou nových druhů se počet druhů Pinguicula zaznamenaných v Ekvádoru ztrojnásobil, protože dříve byla známa pouze Pinguicula calyptrata. Výzkumníci jsou přesvědčeni, že po celém světě existuje mnohem více nových druhů masožravých rostlin, které čekají na objevení.

Na základě průzkumu 33 hlavních online databází fotografií rostlin tým výzkumníků pod vedením University of New South Wales (UNSW) a Australského institutu botanických věd zjistil, že z 21 077 druhů původních australských cévnatých rostlin u téměř 20 procent chybí ověřitelné fotografie. Takový nedostatek podrobných fotografických záznamů může mít vážné důsledky, přičemž mnoha nezdokumentovaným rostlinným druhům hrozí vyhynutí. „Bylo překvapivé vidět, kolik rostlinných druhů mělo pouze perokresby, ilustrace, malby, nebo dokonce vůbec nic,“ řekl hlavní autor studie Thomas Mesaglio, doktorand botaniky na UNSW. „Mít komplexní sadu fotografií nám pomáhá, abychom si byli jisti identifikací. Zvláště když je prakticky náročné shromáždit a uchovat celou rostlinu, fotografie doplňují fyzický doklad tím, že ukazují typ půdy, stanoviště, ve kterém roste, a další druhy rostoucí vedle ní,“ dodal.

Odborníci zjistili, že nejlépe vyfotografovanými skupinami rostlin bývají stromy nebo keře s nápadnými nebo dokonce velkolepými rysy, jako jsou barevné květy. Vědci nabádají vědce z řad občanů, aby pomohli vytvořit komplexní fotografické záznamy pro profesionální vědce k použití v identifikačních průvodcích tím, že se zapojí do snímání rostlin po celém světě.

Ve studii zveřejněné časopisem Cell Press odborníci popisují, jak rostliny využívají epigenetické vzpomínky k přizpůsobení se změně klimatu. Podle nich si rostliny ukládají vzpomínky na environmentální stresory. Připravují se tak na moment, až se tyto podmínky v budoucnu znovu objeví, aby věděly, jak reagovat. Je pozoruhodné, že předávají tyto vzpomínky také svým potomkům.

Rostliny nemají neuronové sítě, takže je jejich paměť založena na buněčných, molekulárních a biochemických sítích. Odborníci tyto kolektivní sítě a zkušenosti označují jako „somatickou“ paměť rostliny, kterou lze prostřednictvím epigenetiky předat dalším generacím. „Díky tomu mohou rostliny snadněji rozpoznat výskyt předchozího stavu prostředí a adekvátně na něj reagovat,“ uvedl Federico Martinelli, rostlinný genetik z University of Florence.

Autorský článek Gabriely Brázdové s použitím informací z Earth a Cell Press

Vědci z University of Nottingham odhalili u rostlin tento nový mechanismus získávání vody, který nazývají hydrosignalizace. Kořeny rostlin zastaví větvení, když ztratí kontakt s vodou, a obnoví jej až poté, co se znovu spojí s vláhou. Pomocí rentgenového zobrazování totiž výzkumníci zjistili, že kořeny mění svůj tvar v reakci na dostupnost vnější vlhkosti. „Tento jednoduchý, ale elegantní mechanismus umožňuje kořenům rostlin doladit svůj tvar podle místních podmínek a optimalizovat přijímaní živin,“ vysvětlil doktor Poonam Mehra, který se na výzkumu podílel.

Výzkum poskytuje zásadní informace o klíčových procesech řídících větvení kořenů v reakci na omezenou dostupnost vody. Tato zjištění by mohla pomoci odborníkům navrhnout, jak manipulovat s kořenovou architekturou a zlepšit zachycování vody.

Autorský článek Gabriely Brázdové s použitím informací z Earth a Science

Podle odborníků se na povrchu některých okvětních lístků vyskytují mikroskopické, trojrozměrné záhyby nebo vyvýšeniny. Tyto paralelní pruhy odrážejí určité vlnové délky světla a vytvářejí duhový optický efekt, který není vždy viditelný pro lidské oči, ale včely jej zaznamenají. Pruhování zahrnuje vyboulení kutikuly, což je tenká ochranná vrstva na povrchu mladých rostoucích okvětních lístků. Donedávna nebylo známo, jak se pruhování tvoří, proč se dělá pouze na určitých květinách nebo na určitých oblastech okvětních lístků. 

Vědci vyvinuli novou metodu k analýze molekulárního složení kutikuly na konkrétních místech napříč okvětními lístky. Zjistili, že okvětní lístky s různou texturou obsahují různé chemické složení. Výzkumníci provedli ještě další analýzy, pomocí nichž zjistili, že rostliny mohou regulovat a měnit chemii povrchu svých okvětních lístků, aby vytvořily skvrny pruhování. Ty produkují duhové signály viditelné pro včely. Vědci se proto domnívají, že změny v chemii kutikuly ovlivňují její mechanické vlastnosti, tvarují se tak povrchy rostlin. „Rostliny jsou impozantní chemici. Výsledky tohoto výzkumu ukazují, jak dokážou přesně vyladit chemii své kutikuly, aby vytvořily různé textury na jejich okvětních lístcích,“ uvedla Edwige Moyroud, která studii zahájila.

Autorský článek Gabriely Brázdové s použitím informací z Earth a Current Biology