Jaskry wodne troją się i czworzą

7 czerwca 2023
Blog szalonych naukowców

Dłużsi stażem czytelnicy tego bloga pewnie wiedzą, że lubię pisać o zawiłościach gatunkowych u roślin wodnych, które mało kogo interesują. W „Scientific Reports” właśnie ukazała się kolejna praca na ten temat, więc znów go poruszę.

Jaskry pewnie kojarzy wiele osób, nie każdy jednak pewnie wie, że istnieje cały podrodzaj występujący w wodach. Całkiem długo podrodzaj ten był wyróżniany jako odrębny rodzaj i ma swoją nazwę – włosienicznik (Batrachium). Osoby związane z ochroną przyrody mogą kojarzyć pojęcie „rzeka włosienicznikowa” oznaczające typ rzek, które podlegają pewnej formie ochrony na terenie Unii Europejskiej. W Polsce takie rzeki też występują, nieco częściej na zachodzie niż wschodzie.

Wśród hydrobotaników funkcjonuje spór, czy istotą rzek włosienicznikowych jest występowanie specyficznej kombinacji gatunków, z dominacją włosieniczników, czy też jest ona wtórna, a ważniejsze są pewne warunki hydrauliczno-chemiczne umożliwiające występowanie takiej kombinacji. A może wręcz musi zajść jedno i drugie? Jeden z gatunków włosieniczników – krążkolistny – natomiast nie przejmuje się tymi sporami, bo woli żyć w wodach stojących niż rzekach.

Na świecie występuje około trzydziestu gatunków włosieniczników. W Polsce połowa z nich. Ciężko powiedzieć dokładnie, ile, bo niektóre z nich to utrwalone mieszańce. Krążkolistny (Ranunculus circinatus) jest jednym z powszechniej występujących, bo nie wymaga specyficznych rzek, a woli jeziora, stawy czy rowy. Rzeczny (Ranunculus fluitans) jest rzadszy, ale to on jest zwykle wyznacznikiem rzek włosienicznikowych. Czasem te dwa gatunki spotykają się, na przykład na wypływie rzeki z jeziora. A gdy już się spotkają, może dojść do mezaliansu.

Nie jest to bardzo częste zjawisko. Udokumentowano je w dwunastu rzekach w Polsce. Hybrydy mają 24 chromosomy, z czego 16 pochodzi od rzecznego, a 8 od krążkolistnego. Zatem jego garnitur chromosomowy jest potrójny (jest triploidem). Stwierdzono również tetraploidy, ale nie mają one po pełnym diploidalnym zestawie od obojga rodziców, ale od krążkolistnego nadal jest 8, a od rzecznego 24. Skądinąd zdarzają się z rzadka triploidalne (czyli mające 24 chromosomy), a nawet tetraploidalne populacje jaskra rzecznego, dawniej opisywane jako hybrydy. Wszystko wskazuje na to, że takie potomstwo zawsze pochodzi z zapylenia przez jaskra krążkolistnego komórki jajowej jaskra rzecznego. Przy czym ta komórka jajowa była diploidalna, a więc nie przeszła redukcji genomu o połowę, aby być normalną, haploidalną gametą.

Tak powstałe hybrydy są generalnie bezpłodne. Jeżeli w ogóle wytwarzają pyłek, to tylko ułamek procenta nie jest zdegenerowany i wykazuje jakąkolwiek aktywność. Z reguły ziaren pyłku jest mniej niż zwykle, czasem zaś są sklejone, co też jest oznaką degeneracji. Również komórki jajowe najczęściej są zdegenerowane, choć nieco rzadziej. Tak czy inaczej, do zapylenia nie dochodzi i nie ma zarodków, mimo rozwijającego się woreczka zalążkowego. Jeżeli nawet wytworzy się nasienie, będzie niepełne i nie wykiełkuje. Często jest też tak, że kwiaty zatrzymują rozwój na poziomie pąków i nie otwierają się. To oczywiście nie przeszkadza osobnikom w rozmnażaniu się. Wytwarzają choćby turiony, czyli rodzaj pączków przetrwalnych, które w odróżnieniu od nasion, mogą fotosyntetyzować nawet zimą i już wczesną wiosną wypuszczać nowe pędy i korzenie.

Tetraploidalna populacja jednak nieco się różni. U niej nawet kilkanaście procent ziaren pyłku wygląda na żywotne. Powstała prawdopodobnie przez zapylenie pyłkiem jaskra krążkolistnego triploidalnej komórki jajowej hybrydy. To już daje szansę na rozmnażanie płciowe i samodzielne podtrzymanie tak utrwalonego gatunku (cokolwiek znaczy „gatunek”). Podobne były losy jaskra pędzelkowatego, który jest utrwaloną mieszanką jaskra rzecznego i tarczowatego. To tak ku utrapieniu hydrobotaników, jako że hybrydy najczęściej wyglądają pośrednio i trudno je rozpoznać.

Piotr Panek

fot. Piotr Panek. licencja CC BY-SA 4.0  Dwa gatunki włosieniczników, prawdopodobnie rzeczny (po lewej) i krążkolistny (po prawej). Zdjęcie zrobione w rzece, w której znajduje się jedna z mieszańcowych populacji opisanych w artykule, w obecności jednego z autorów artykułu.

  • J. Zalewska‑Gałosz, M. Kwiatkowska, J. Prančl, K. Skubała, M. Lučanová, D. Gebler, K. Szoszkiewicz (2023) Origin, genetic structure and evolutionary potential of the natural hybrid Ranunculus circinatus × R. fluitans. Scientific Reports. 13:9030. doi:10.1038/s41598-023-36253-7