Vodní masožravé rostliny zahrnují aldrovandku měchýřkatou (Aldrovanda vesiculosa, rosnatkovité) s chňapacími pastmi a asi 50 ponořených či obojživelných druhů bublinatek (Utricularia, bublinatkovité) s nasávacími pastmi.
Robustní prýty aldrovandky měchýřkaté (A. vesiculosa) s lapacími pastmi
U nás roste celkem 8 druhů vodních masožravých rostlin, z nichž je ale 7 silně nebo kriticky ohroženo. Vyskytují se v nahnědlých rašelinných a slatinných vodách, často i v rákosinách a ostřicovištích na krajích rybníků. V Třeboni se ekofyziologií obou rodů zabýváme přesně 20 let a je tu udržována jejich největší světová sbírka. Vodní masožravé rostliny mají oproti většině ponořených nemasožravých rostlin řadu významných a pozoruhodných adaptací: nemají kořeny, volně plavou ve vodním sloupci pod hladinou nebo jsou lehce upevněny masožravými prýty do substrátu dna, mají velký počet pastí listového původu k lapání drobné kořisti a za příznivých podmínek mají nejrychlejší vrcholový růst ze všech vodních rostlin: 1–4 nové listové přesleny za den! Přibližně stejnou rychlostí však současně staré prýty odumírají. Všechny evropské druhy přezimují na dně vod jako zimní pupeny a na jaře z nich opět vyrostou prýty.
Kvetoucí rostliny aldrovandky vysazené na Třeboňsku
Aldrovandka patří mezi velmi vzácné a kriticky ohrožené druhy. Je rozšířena ostrůvkovitě na 4 kontinentech Starého světa a v Evropě má nejvýše 40 lokalit (zejména v Polsku, Bělorusku a na Ukrajině). Rostlina v posledních 50 letech vymřela v řadě států (Slovensko, Německo, Francie, Itálie), ale přes 100 let je úspěšně vysazena ve Švýcarsku. Studium ekologických požadavků rostliny na polských lokalitách a zvládnutí její venkovní kultivace v BÚ v Třeboni byly základem pro její mnohostranné studium a znovuvysazení v ČR. Při pokusném pěstování aldrovandky na vybraných mokřadech v severních a jižních Čechách se prokázalo, že rostlina se může na vhodných stanovištích zmnožit až 38krát za sezónu. Až polovina vytvořených zimních pupenů navíc úspěšně přezimovala a klíčila další sezónu. Ukázalo se, že rostliny vyžadují zejména vysokou koncentraci CO2 ve vodě a dostatek kořisti. Následně byla v roce 1995 volně vysazena na některá úspěšná místa na Třeboňsku k posílení její slábnoucí evropské populace. Dnes jsou na Třeboňsku 4 stabilní početné populace. Náš molekulární výzkum prokázal neobyčejně nízkou variabilitu DNA i mezi populacemi z různých kontinentů, takže světová populace aldrovandky i přes značné fyziologické rozdíly připomíná jednotný klon.
Paradoxní vytvoření zimních pupenů u červené subtropické australské populace aldrovandky pěstované v naší sbírce
Vodní druhy bublinatek, kterých roste v ČR 7 druhů, mají podobně jako aldrovandka lineární tenké stonky, ale vyznačují se mnohem rychlejším vrcholovým růstem.
V přírodních podmínkách vytvořila bublinatka jižní (Utricularia australis) až rekordních 4,2 listových přeslenů za den. Díky rychlému růstu a častému větvení prýtů může být doba zdvojení biomasy v létě asi 5–13 dní, což je rekord mezi ponořenými vodními rostlinami. Rychlý růst bublinatek je dán také rekordně vysokou rychlostí fotosyntézy mezi ponořenými vodními rostlinami.
Bublinatka jižní (U. australis) je nejvíce rozšířenou masožravou rostlinou na světě
Ohrožená bublinatka obecná (U. vulgaris) má pasti velké až 5 mm a prýty až 3 m dlouhé
Stejně jako u aldrovandky je i růstová rychlost vodních bublinatek závislá na chytání drobné kořisti (zooplanktonu), i když o něco méně. Soudíme, že příčinou této zvláštnosti je přítomnost stovek pastí, které určitě představují hlavní záhady bublinatek. Pasti bublinatek totiž představují miniaturní ekosystém s různými symbiotickými mikroorganismy, které tvoří potravní řetězec s baktériemi, prvoky, vířníky a některými skupinami jednobuněčných řas (častá jsou např. krásnoočka).
Africkou bublinatku U. reflexa s pastmi velkými až 6 mm často používáme k pokusům
Pasti na listech americké bublinatky U. foliosa
Detail pasti bublinatky U. reflexa, která místo vody nasála vzduch
Pasti bublinatek jsou oválné ploché měchýřky dlouhé 1–6 mm. Mají pružné stěny tvořené dvěma vrstvami buněk a na vnitřní straně opatřené dvěma typy velkých žlázek. Pasti jsou opatřeny pohyblivým víčkem, které se otevírá dovnitř. V pastech je tekutina a je v nich aktivně udržován značný podtlak (asi 1/6 atmosféry). Když nějaký drobný živočich podráždí citlivé chlupy na vnější straně víčka, past se mžikem otevře, a živočich je i s okolní vodou nasát do pasti, která tím zvětší svůj objem o 40 % a ihned se hermeticky uzavře. Celý proces trvá jen 2–5 ms a představuje nejrychlejší pohyb u živých rostlin vůbec. Ultrarychlou kamerou bylo zjištěno, že pohyb víčka připomíná prohnutí gumového míče. Voda je vyčerpána z pasti asi za 30 minut a past může chytat kořist znovu. Naše nejnovější poznatky však prokazují i spontánní spouštění pastí bez podráždění a trvalé čerpání vody nezávislé na podtlaku – voda zřejmě podtéká.
Změřili jsme, že v tekutině pastí není díky intenzivnímu dýchání žlázek trvale téměř žádný kyslík. Žlázky mají neobyčejně vysokou účinnost využívat stopy O2 k aerobnímu získávání energie pro náročné čerpání vody. Většina organismů v tomto prostředí uhyne udušením a představuje kořist. Některé organismy, považované za symbionty, jsou však schopné v tomto prostředí přežívat a soudí se, že pomáhají rozkládat chycenou kořist. Pasti vylučují do tekutiny velké množství organických látek (cukry, organické kyseliny) pro rozvoj mikrobního společenstva symbiontů a také vylučují enzymy fosfatázy, které zpřístupňují fosfor z kořisti.

Mikroskopický fluorescenční snímek detailu pasti bublinatky jižní: svítí čtyřramenné žlázky vylučující fosfatázy

Pasti bublinatek sice poskytují rostlině z masožravosti hodně dusíku a fosforu nezbytného pro rychlý růst, ale současně znamenají pro rostlinu vysoké stavební a udržovací náklady kvůli vysokému množství živin a rychlosti dýchání. Rostliny proto účelně udržují jen takový podíl pastí (0–62 %) z celkové biomasy rostliny, který nejlépe vyhovuje pro danou rychlost chytání kořisti a příjem živin. Podíl pastí je u různých druhů bublinatek regulován nepřímo úměrně obsahem dusíku (bublinatka jižní) nebo fosforu (bublinatka obecná) v prýtu. Tato regulace tvorby pastí u bublinatek však funguje pouze v případě, že rostliny mají dostatek CO2 pro fotosyntézu.
Detail listu bublinatky obecné s pastmi zbarvenými antokyanem. Velikost pastí závisí na vnějších podmínkách
Pořadatelé a sponzoři akce:

Botanická zahrada
PS
BOTANY.cz
Botanický ústav
MŽP