Witajcie w fascynującym świecie nauki, gdzie każdy krok to nowa opowieść, a zmiany są jak świeże nuty w melodyjnym utworze! To, co jeszcze niedawno wydawało się niepodważalne, dziś traci na znaczeniu i staje się jedynie echem dawnych ustaleń.

W cyklu „Eureka Riff” zabiorę Was w podróż przez najnowsze odkrycia, eksplorując to, co dopiero wyłania się na horyzoncie naukowego świata, albo właśnie zaskakuje swoją świeżością. Nie oczekujcie prawd absolutnych – raczej iskier ciekawości, które rozpalą w Was głód wiedzy.

Czy jesteście gotowi na tę taneczną przygodę?

Co to jest hipoksja?

Hipoksja to stan niedoboru tlenu w organizmach lub tkankach. U roślin może wystąpić, gdy korzenie są zatopione w wodzie lub rosną w glebie o niskiej przepuszczalności. Skutki? Ograniczony wzrost, uszkodzenia tkanek, a nawet obumieranie komórek. Dla gatunków lubiących wilgoć – takich jak Phalaenopsis – utrzymanie dostępu do tlenu to być albo nie być.

Rośliny oddychają – nie tylko przez liście, ale również przez korzenie. W warunkach hipoksji, czyli ograniczonej dostępności tlenu, ich metabolizm zostaje zaburzony. Mitochondria nie są w stanie przeprowadzić efektywnej produkcji energii (ATP), więc roślina przechodzi na mniej wydajne szlaki beztlenowe. Prowadzi to do gromadzenia się szkodliwych produktów przemiany materii (np. etanolu i kwasu mlekowego), które mogą uszkadzać komórki korzeniowe.

U storczyków hipoksja może być skutkiem zbyt częstego podlewania, nadmiernej wilgotności podłoża lub braku przewiewności. W środowisku naturalnym epifity unikają takich problemów, ponieważ ich korzenie mają bezpośredni kontakt z powietrzem. W domowych warunkach jednak bywa różnie – nieprzezroczyste osłonki, podłoże długo zatrzymujące wilgoć, brak cyrkulacji powietrza – wszystko to może sprawić, że korzenie „zaczną się dusić”.

Ciekawostka: hipoksja bywa wykorzystywana przez niektóre rośliny wodne jako bodziec do rozwoju specjalnych przystosowań – np. wytwarzania kanałów powietrznych w korzeniach (aerenchyma), które transportują tlen z nadziemnych części rośliny. Storczyki takich możliwości nie mają – dlatego są bardziej narażone na skutki niedotlenienia.

Również w rolnictwie skutki hipoksji bywają dramatyczne. Po intensywnych opadach deszczu rośliny uprawne mogą wykazywać zahamowanie wzrostu i zamieranie korzeni. Na przykład kukurydza czy soja są szczególnie wrażliwe na zalanie w fazie wczesnego rozwoju – co potwierdzają liczne badania polowe.

Przezroczysta doniczka – kaprys czy naukowa konieczność?

Na forach często pojawia się pytanie: „Czy storczyki muszą rosnąć w przezroczystych doniczkach?” Odpowiedź: nie muszą – ale zdecydowanie warto.

Dotąd powtarzano, że fotosynteza w korzeniach jest marginalna. Ale już wiemy, że korzenie Phalaenopsis wykazują fototropizm – szukają światła i dążą do niego. Brną w kierunku szczelin, wychodzą z doniczki, jeśli są zbyt ciemne.

Zjawisko to zostało opisane w badaniach m.in. przez Yamazaki i Yamamoto (1997), którzy potwierdzili, że korzenie Phalaenopsis nie tylko przeprowadzają fotosyntezę, ale też aktywnie kierują swój wzrost ku źródłu światła, co jest nietypowe dla korzeni większości roślin. Ten pozytywny fototropizm może być adaptacją do epifitycznego trybu życia – bez gleby, za to z nieustannym dostępem do światła i powietrza.

To, że korzenie storczyków mogą przeprowadzać fotosyntezę, nie jest jedynie ciekawostką. W rzeczywistości światło odgrywa rolę regulatora nie tylko wzrostu, ale i fizjologicznej aktywności korzeni. W środowisku oświetlonym korzenie są bardziej aktywne, rosną szybciej, a także lepiej przyswajają składniki pokarmowe.

Dlatego przezroczysta doniczka to nie tylko fanaberia – to praktyczne wsparcie. Jak picie 2–3 litrów wody dziennie: nie jest konieczne, ale bardzo korzystne.

Eureka moment: Chcesz, żeby korzenie zostały w doniczce? Daj im światło, które zatrzyma je na miejscu.

Duszno mi!

Każdy, kto choć raz przeżył infekcję układu oddechowego, wie, jak uciążliwa jest walka o każdy oddech. Coś, co było automatyczne, nagle staje się wysiłkiem. Zmieniamy pozycję, budzimy się w nocy, szukamy ulgi. Rośliny nie są tu wyjątkiem – one też potrzebują tlenu, choć nie krzyczą, nie kaszlą i nie piszą do lekarza.

Gdy dostęp do tlenu się zmniejsza, korzenie storczyków cierpią po cichu. Zbyt długo zanurzone w mokrym podłożu, pozbawione światła, ograniczone przez nieprzezroczyste osłonki – zaczynają dosłownie się dusić. Ich metabolizm spowalnia, funkcje życiowe zostają zaburzone, a procesy regeneracyjne niemal zamierają. Jeśli mają szczęście i światło przenika przez ścianki doniczki, mogą w niewielkim stopniu przeprowadzać fotosyntezę – co częściowo łagodzi skutki hipoksji.

Tak jak człowiek chory z trudem oddycha i marzy o świeżym powietrzu, tak i korzeń brnie ku światłu – szukając ulgi. A my możemy tę ulgę zapewnić, wybierając mądrze.

Co mówią badania?

Badania pokazują, że fotosynteza korzeni u Phalaenopsis zmniejsza ryzyko niedotlenienia. W ciemności aktywność ta spada już po 5 godzinach. Korzenie w jasnych doniczkach są więc w lepszej kondycji, lepiej oddychają i rosną równiej.

Efekty niedotlenienia obserwowano również u innych gatunków, np. Arabidopsis thaliana czy Catasetum fimbriatum. Co ciekawe, w ciemności rośliny te produkują więcej auksyn – hormonów wpływających na wzrost. To sugeruje, że brak światła modyfikuje również gospodarkę hormonalną korzeni.

W jednym z badań wykazano także, że u storczyków poddanych długotrwałemu zacienieniu zwiększa się ekspresja genów odpowiedzialnych za reakcję stresową. Oznacza to, że korzenie w ciemności dosłownie „czują się gorzej” i uruchamiają mechanizmy obronne, zużywając energię, którą mogłyby przeznaczyć na wzrost i kwitnienie.

Świadomy wybór

Czy przezroczysta doniczka to konieczność? Nie. Ale teraz już wiemy, że jej brak może obniżać dobrostan storczyków.

W sztucznym środowisku domowym każda decyzja hodowcy ma znaczenie. Możemy nadal uprawiać storczyki w osłonkach, ale róbmy to świadomie – mając świadomość, że dla korzeni światło to coś więcej niż tylko ciekawostka botaniczna.

To, jak traktujemy korzenie naszych roślin, wpływa nie tylko na ich wygląd, ale też na zdrowie i długowieczność. Przezroczysta doniczka to prosty sposób na poprawę warunków życia Phalaenopsis – ułatwia obserwację, ogranicza ryzyko przelania i daje dostęp do światła. Niech stanie się naszym sprzymierzeńcem, a nie zbiorem estetycznych obaw.

W świecie, gdzie tak wiele zależy od niuansów – trochę światła więcej może zrobić ogromną różnicę.

Bo nawet korzeń lubi widzieć, gdzie rośnie. A my – wiedzieć, że dobrze rośnie.

 

© Tekst: Marzenna Kielan. Wszelkie prawa zastrzeżone.

Źródła:

• Yamazaki S., Yamamoto S. Phototropism and photomorphogenesis in orchid roots. Journal of Plant Research, 1997, 110: 61–66. https://doi.org/10.1007/BF02344326
• Lin Y.F., et al. Root photosynthesis alleviates hypoxia-induced stress in Phalaenopsis. Plant Physiology and Biochemistry, 2022.
• Meng Y. et al. Transcriptome analysis of Phalaenopsis roots under low-light conditions. Frontiers in Plant Science, 2021.
• Muday G.K. Auxin and light regulation of root development. Plant Molecular Biology, 2001.