Jak drobné houby střílejí spory s přetížením řádově vyšším než při startu vesmírné rakety

Přesný zaměřovač

Životní prostor měchomrště je z biologického hlediska náročný. Roste na exkrementech, které jsou sice plné živin, ale zároveň představují zónu, které se všichni býložravci přirozeně vyhýbají. Aby houba zajistila přežití své další generace, musí své spory dopravit na čerstvá, zelená stébla trávy v okolí. K tomu si tahle houba vytvořila dokonalý„optický zaměřovač“. Na vrcholku její průhledné stopky se nachází cibulovitě zduřelý měchýřek naplněný tekutinou. Tento měchýřek funguje jakočočka. Soustředí dopadající sluneční paprsky na světlocitlivou základnu, což stopku stimuluje k tomu, aby se přesně natočila přímo za nejsilnějším zdrojem světla. Houba tak vždy míří přesně do volného prostoru, kde je nejvyšší šance, že spory dopadnou na osvětlené traviny.

Dvojnásobek tlaku v pneumatice osobáku

Jakmile je „dělo“ zaměřeno, měchýřek pod černou kapslí se sporami začne aktivně pumpovat do svého vnitra minerální látky a cukry, čímž vzniká obrovský osmotický tlak. Tekutina uvnitř tlačí na pružné buněčné stěny silou dosahující až 0,5 megapascalu, což je přibližně dvojnásobek tlaku v pneumatice osobního automobilu.

Přetížení 20 000 G

Ve chvíli, kdy tlak dosáhne kritické hranice, tenká tkáň těsně pod černou kapslí se sporami praskne. Nahromaděná tekutina vystříkne s obrovskou dynamikou a vystřelí černou hlavičku rychlostí až90 km/h . Během první mikrosekundy dosáhne střela nepředstavitelného zrychlení 20 000 G. Dokáže překonat vzdálenost až dvou metrů od původního trusu. Pro srovnání, u startu rakety mířící do vesmíru je toto zrychlení 3–4 G. Při 9 G člověk omdlévá.

Proč potřebují tak velké přetížení?

Když hodíte kámen, letí dál, protože má váhu, která ho „táhne“ kupředu. Vzhledem k tomu, že je kapsle nebo samotná spora mikroskopickým objektem, je extrémně lehká, a má tak téměř nulovou vlastní setrvačnost. Díky tomuto přetížení dostane obrovské množství energie, které jí pomůže překonat odpor vzduchu. Kdyby tuhle energii nedostala, spadla by zpět do hovínka. Ona se ale musí dostat na šťavnatou trávu, aby ji mohlo něco sežrat.

Dokonalý koloběh

Rychlost a dostřel však představují jen polovinu úspěchu. Černá kapsle se sporami je na své spodní straně obalena lepkavou vrstvou. Jakmile po svém dramatickém letu dopadne na stéblo trávy, okamžitě se k němu neodpoutatelně přilepí a odolá i silnému dešti nebo větru. Zde houba trpělivě čeká na svou příležitost. Procházející kráva, kůň nebo jelen trávy spásne a lepkavou kapsli se sporami spolkne. Spory měchomrště jsou obaleny mimořádně odolnou vrstvou chitinu, která bez úhony vydrží agresivní prostředí žaludečních kyselin i enzymů v trávicím traktu kopytníků. Jakmile projdou celým zažívacím systémem a dostanou se v novém exkrementu opět na světlo, koloběh se uzavírá a neuvěřitelné biologické dělo se připravuje k dalšímu startu.

Měchomršť krystalický není jediným druhem, který umí takto „střílet“

I v české přírodě se vyskytují další druhy, nejen ty rostoucí na trusu. Jejich spory jsou uzavřené v podlouhlých válcovitých buňkách (vřeccích), které fungují jako miniaturní, pod tlakem napěchované lahvičky. Uvnitř vřecka narůstá osmotický tlak, až se špička vřecka doslova roztrhne. Vytékající obsah vystřelí spory ven.

Dalšími „střelkyněmi“ jsou například plesnivky. Jde o vřeckatovýtrusné houby. Spory nevznikají v jedné velké vnější kapsli jako u měchomrště, ale uvnitř mikroskopických buněk zvaných vřecka. Vřecka reagují na světlo jen částečně (vychylují se směrem k otvoru plodnice), ale nemají žádný sofistikovaný čočkový systém. Střílejí převážně ve směru, kterým je otevřené hrdlo plodnice. Při prasknutí vřecka nevystřelí jedna velká kapsle, ale jednotlivé spory (nebo jejich malé svazky). Aby spory doletěly co nejdál i přes svou mikroskopickou velikost, bývají často spojené slizovými vlákny nebo obaleny lepkavým obalem.

Poslední skupinou, kterou zde zmíním, jsou výtrusky. Tyto také koprofilní houby tvoří na trusu miskovité plodnice, na jejichž povrchu jsou natěsnána vřecka pod tlakem. Nemají fototropický zaměřovač pro jednotlivé spory. Místo toho se celá misková plodnice mírně naklání za světlem. Využívá tzv. synchronizovaný výstřel. Vřecka zrají současně a vystřelí desítky spor najednou v jedné vlně. Společný „mrak“ spor dokáže díky vyšší společné hmotnosti a vytvořenému proudění vzduchu překonat odpor prostředí lépe než jedna osamocená spora.

Zdroj: The Fastest Flights in Nature: High-Speed Spore Discharge Mechanisms among Fungi