Něco ze života hruštiček, zejména pak jednokvítku                             

Text článku publikovaného v časopise Živa v roce 2001.

 

Hruštičky, životní historie a vymírání druhu

Radim Hédl

Trocha teorie...

Už jen velice vzácně najdeme v naší přírodě zástupce hruštičkovitých (Pyrolaceae). Tato čeleď patří spolu s několika dalšími čeleděmi v systému vyšších rostlin do řádu vřesovcokvětých (Ericales). Spolu například s vřesem (Calluna), vřesovcem (Erica), borůvkou (Vaccinium), nezeleným, na kořenech smrku parazitujícím hnilákem (Monotropa), nebo u nás přirozeně nerostoucím rododendronem (Rhododendron). V naší flóře máme sedm druhů hruštičkovitých. Kromě zatím občas nalezitelných hruštičky menší (Pyrola minor) a hruštice jednostranné (Orthilia secunda) jsou ostatní druhy velmi vzácné. Proto jsou také vedeny na červeném seznamu ČR. Kriticky ohrožené hruštička prostřední (Pyrola media), hruštička zelenokvětá (P. chlorantha), zimozelen okoličnatý (Chimaphila umbellata) a jednokvítek velkokvětý (Moneses uniflora) u nás přežívají jen v několika posledních, zřejmě stále ubývajících a zmenšujících se populacích. Snad o něco lépe je na tom silně ohrožená hruštička okrouhlolistá (Pyrola rotundifolia). Proč jsou hruštičkovité u nás i jinde v Evropě dnes tak vzácné? Podstatný vliv má nejspíš ubývání ekosystémů, na něž jsou tyto rostliny vázané, násobené jejich silným antropickým ovlivněním.

Konkrétní odpovědi může přinést zkoumání biologie hruštiček. To znamená hlavně jejich autekologie a životní historie. Zde bude asi nutná menší terminologická odbočka. V případě autekologie biologové bádají nad podmínkami prostředí, ve kterých se určitý druh vyskytuje. Typicky nad vlastnostmi půdy, klimatu a vegetace stanovišť. Termín „životní historie“ lze chápat jako popis chování a životních strategií druhu, určené hlavně jeho morfologickými a fyziologickými vlastnostmi a omezeními. U rostlin to jsou třeba způsoby časování fenologických cyklů (rašení listů - tvorba poupat - kvetení - tvorba semen - přezimování), opylovací strategie, způsoby rozšiřování diaspor, podmínky nezbytné pro klíčení semen a podobně. Bádání tohoto typu byla velice oblíbená v 19. a začátkem 20. století hlavně v německé kulturní oblasti, a tedy i u nás. Čehož skvělým výsledkem jsou kompendia tzv. „Lebensgeschichte“, čili v překladu „životních historií“ rostlin. Pečlivost tehdejších pozorování dnes nutno obdivovat. I když.v současné biologii trochu stojí mimo centrum pozornosti, znalost životních historií konkrétních druhů je klíčová pro ochranu přírody.  

Jak žije jednokvítek

Přímé příčiny vymírání hruštiček musíme patrně hledat v jejich velmi specifické biologii. Především, existence rostlin je pevně spjata s mykorrhitickými symbionty, a to už od stadia klíčení semene. Podívejme se, jak vypadá a jaké má životní cykly jednokvítek velkokvětý (Moneses uniflora, synonyma Moneses grandiflora, Pyrola uniflora). Rostliny jsou to nenápadné, přízemní růžice několika oválných listů má v průměru obvykle 1-5 cm. Listy jsou stejně jako u všech hruštičkovitých přezimující - proto je například německé jméno hruštičky Wintergrün. Životnost listů je typicky okolo 3 let. Staré listy jsou doplňovány novými, rašícími v půli jara. V závislosti na zdravotním stavu populace vyrůstají nové listy asi na polovině jedinců. Děje se tak podle klimatu lokality a počasí zhruba v dubnu. Koncem května a v červnu jsou mladé listy už úplně vyvinuté. V té době jednokvítky také kvetou. Jedince, které se chystají kvést, lze poznat už rok předem. Ve středu listové růžice se u nich tvoří asi 3-4 mm velké, bělavé pupeny, odlišné od vegetativního pupene. Pokud přečkají zimu, vyrůstá z nich bezlistá lodyha, vysoká nejčastěji 5-7 cm, nesoucí jediný květ. Ten má v průměru asi 1,5 cm, je složený z pěti bílých korunních lístků a je nicí, neboli dolů ohnutý na způsob deštníku. Ze svrchního semeníku trčí směrem dolů jedna čnělka. Prašníků je pět, každý má dva růžkovité výrůstky, z nichž se po dozrání sype pyl. Opylování je zajišťováno blanokřídlým hmyzem, lákaným květními vůněmi a nektarem. Po několika týdnech kvetení se lodyha vzpřimuje a pomalu dozrává jedna tobolka. Tu nacházíme, ovšem už suchou a bez semen, i v následujícím roce. Semena jsou neobvykle lehká. Podobně jako u čeledi vstavačovitých (Orchidaceae) váží jen tisíciny miligramu a jejich počet v plodu je několik tisíc. Jednokvítek je rostlina monokarpická. To znamená, že jedince kvetou jen jednou za život a poté odumírají. K tomu však dochází až druhý nebo třetí rok po roce kvetení.

Daleko zajímavější a zároveň daleko méně jasné je to, co se děje pod zemí. První pozorování podzemních struktur jednokvítku prováděl a koncem minulého století zajímavě popsal slavný český botanik Josef Velenovský. Zdánlivě nezávislé rostliny jsou pod povrchem půdy vzájemně propojeny zvláštním orgánem.  Má podobu velice jemného, jako síť rozvětveného nezeleného vlákna. Jeho tloušťka je maximálně půl milimetru. Protože to však není morfologicky a anatomicky ani kořen, ani oddenek, Velenovský jej roku 1892 pojmenoval prokaulom. Prokaulom vzniká jako tenoučké vlákno z klíčícího semene, které je samotné velmi nepatrné, složené jen z několika buněk. Protože je nezelený, život nově vzniklého prokaulomu je závislý na příjmu organických látek. Podmínkou přežití je tedy patrně rychlé navázání spolupráce se specifickými houbami, které prorůstají do buněk prokaulomu a vytvářejí pro hruštičkovité specifický typ mykorrhizy. Ten trvá po celou dobu života rostliny. Patrně až po více letech, jakmile se prokaulom plně vyvine, postupně vyrůstají nadzemní části funkčního a morfologického celku. Ty jsou však ve srovnání s podzemními částmi rostliny jen poměrně krátkověké.

Komplex jednokvítek-houba je zřejmě velice citlivý na změny ve svém životním prostředí. Jednokvítek je stejně jako ostatní hruštičkovité svou autekologií vázán na kyselé bučiny, bory, horské smrčiny. Dnešní špatný stav těchto ekosystémů je dobře známý.  Kromě faktorů zjevných, jako jsou třeba kůrovec nebo lesní management, k němu podstatně přispěly i vlivy viditelné nepřímo. Je to hlavně dlouhodobé působení imisí. Ty podstatně poničily horské smrčiny, ušetřeny však nejsou ani zdánlivě nepoškozené ekosystémy. Především přirozeně kyselé půdy jsou výrazně změněny kyselými dešti. Drastické okyselování a vymývání živin snáší jen několik odolných, většinou konkurenčně zdatných a proto expandujících druhů.

Vývoj dvou populací jednokvítku

Tyto procesy působí až na úrovni ekosystémů. Ekosystém se však skládá z jednotlivých populací a změny v četnosti jedinců v populacích skládají komplexní celek. Pokud se počet jedinců v populaci sníží pod kritickou mez a populace je zároveň izolována od přísunu nových jedinců zvenčí (v podobě životaschopných semen, oddenků a podobně), populace vymírá. To se dá samozřejmě dokumentovat na konkrétních příkladech. Většinou se sledují málo početné populace ohrožených druhů. Tak jsem i já v několika posledních letech sledoval osud dvou populací jednokvítku v CHKO Jeseníky. Jedna z nich se nachází v kulturní smrčině u Chebzí, v nadmořské výšce asi 500 m, druhá v horské smrčině na Malém Dědu, v asi 1250 m n. m. Na Chebzí jsem na části populace, celkově čítající několik set jedinců, založil monitorovací plochu o rozměrech 50 krát 50 cm. Podobná plocha na Malém Dědu zabírá 50 krát 40 cm a zahrnuje celou místní populaci. Graf 1 ilustruje vývoj počtu jedinců na obou plochách v jednotlivých letech. Nápadná je velice rychlá dynamika změn. Definitivní vymření populace na Malém Dědu bylo otázkou jen jednoho roku. Bezprostřední příčinou bylo zřejmě  prosvětlení smrkového nadrostu (vlivem imisí), následované přílišným rozvojem borůvky, pod kterou jednokvítek rostl. Ve smrčině na Chebzí bylinné patro naopak skoro chybí. Přesto i zde je jednokvítek na ústupu. Na monitorovací ploše zbylo z původních několika desítek jedinců jen několik posledních. Nové mikropopulace na lokalitě zjevně nevznikají. Pozoruhodný vliv na stavy populací jednokvítku měly na Chebzí i extrémní výkyvy počasí. Dvě jiné, dnes již zrušené monitorovací plochy o rozměrech 1 krát 1 m čítaly na jaře v roce 1992 rovněž několik desítek jedinců. Vzápětí však následovalo extrémně suché léto a na podzim už na obou plochách nezbylo skoro nic - viz Graf 2. Patrně tatáž událost měla vliv na stejný osud celé populace hruštičky zelenokvěté (Pyrola chlorantha), vyskytující se na Chebzí v sousedním lese.      

Záchrana populací?

Dokumentace pomalého vymírání populací je značně depresivní disciplínou biologie. Otázka je, co by se dalo udělat pro záchranu aspoň některých populací. Přesazování jednokvítku z volné přírody a pěstování v květináčích asi nepřipadá v úvahu. Naděje na rozmnožení jedinců je vzhledem k extrémně specifickým nárokům na podmínky prostředí nulová, naopak by to vedlo jen k ochuzování přírodních populací. Pěstování ze semen in vitro připadá v úvahu, podobně jako se to daří u orchidejí, které mají podobnou biologii rozmnožování. Klíčovým problémem je příprava živného roztoku a posléze vytvoření mykorrhizy, k čemuž je nutná přítomnost houbového symbionta. Přesto však, pokud by se podařilo vyklíčení semen a vývoj prokaulomu, uchycení v přírodě je dost těžko představitelné. Kritickým problémem je přitom ovlivnění genetické struktury populací, protože podobným postupem by se upřednostnily jen některé genotypy. Totiž ty, jejichž semena bychom vzali, vypěstovali a vysadili zpět na původní stanoviště.