Tradice spojuje jmelí se symbolikou života a plodnosti. Někdy se zmiňuje, že lepkavé, sladké plody jsou alegorickým zobrazením božského semene. Ve své mytologii ho mají starověcí Peršané i Keltové. Známé jsou lektvary, které ze sladkých bobulí jmelí utržených z dubů v posvátných hájích vařili tajemní druidové. Raní křesťané mezi sebou tradovali, že jmelí bylo dříve volně rostoucím mohutným stromem. Z jeho větve prý Josef vyřezal kolébku pro Ježíška. Později strom porazili Římané a z jeho kmene vytesali kříž, na němž byl Ježíš ukřižován.

Z vědeckého hlediska leží ale záhada jmelí bílého jinde. Je to totiž jediný známý organismus, který žije navzdory hluboké dysfunkci vlastních mitochondrií, tedy buněčných elektráren. Chyba je tak zásadní, že mu znemožnila dýchání. Ale jak věčné zelené jmelí dokáže bez kyslíku přežít? „A ne, odpověď nezní, že jmelí je přeci parazit, který si ukradne, co potřebuje,“ napsal ve svém předvánočním vědeckém článku magazín polského deníku Gazeta Wyborcza.

Špinavě zelené listy jmelí produkují v procesu fotosyntézy sacharidy, zároveň má rostlina místo kořenů tvz. pohružováky, jež prorůstají do větví hostitelského stromu. Těmi pak získává další živiny a vodu. Proto je to poloparazit. Jenže takových šibalů zná svět rostlin stovky, to není nic, co by stálo za zmínku. Jmelí je výjimečné na molekulární úrovni.

Všechny mnohobuněčné organismy – ať už jsou to zvířata, rostliny nebo houby – produkují energii v organelách zvaných mitochondrie, tam se mění cukry na nosiče energie tzv. molekuly ATP (adenosintrifosfát). Všechny. Kromě jmelí.

Pro kvalitní život nestačí totiž jen získat cukry nebo tuky – ať už je někde ukradnete, nebo si je vyrobíte. Vy je musíte rozložit, aby se staly pohonem vašich malých elektráren. Všechny mnohobuněčné a většina jednobuněčných organismů produkují energii ve svých mitochondriích v podobném vícestupňovém procesu. Každý krok tohoto dýchacího řetězce je prováděn speciální sadou proteinů. Jedna z nich – přesněji první sada – u jmelí chybí. A kompletně. Je to, jako byste měli elektrárnu, která nemá pásový dopravník, jenž by uhlí přivedl až do kotle.

Přírodní unikát

Otázky, které svým čtenářům položil polský deník jsou vlastně jednoduché. Opravdu dokáže jmelí přežít bez dýchání? Nebo snad získává energii jinak, než většina života na povrchu naší planety?

První signál, že jmelí je v živé přírodě unikátní, se objevil před čtvrt stoletím na mezinárodní konferenci biologů specializujících se na výzkum rostlinných mitochondrií v polské Vratislavy. Elizabeth Skippingtonová z americké University of Indiana zde ve své přednášce uvedla, že jeden z druhů jmelí má extrémně poškozenou sadu mitochondriálních genů a postrádá esenciální proteiny, které jsou považovány za nezbytné pro dýchání. Znělo to tak neuvěřitelně, že následující roky její vědečtí kolegové jen hledali místo, kde se mladá bioložka dopustila chyby. Možná ty geny jen přehlídla. Nebo jsou ukryty v buněčném jádře? Koneckonců, genom jmelí je opravdu obrovský, téměř 24krát větší než lidský.

Hádanku řešily významné světové instituce. Zabývala se jí Senklerova laboratoř v Hannoveru, Ústavu molekulární fyziologie rostlin Maxe Plancka v Postupimi i John Innes Center v Norwichi v Anglii. Nakonec všechny tři výzkumné týmy došly ke stejnému závěru: v mitochondriích jmelí neprobíhají stejné procesy tvorby ATP jako v mitochondriích všech ostatních rostlin, hub a zvířat.

Nabídla se otázka: Možná to tak mají všichni rostlinní parazité? Ale nemají. Všichni ostatní kradou nebo fotosynteticky vyrábějí pro své potřeby sacharidy, ale pak, jak se sluší a patří, je spálí ve svých buňkách.

Pak tedy musí jmelí vyrábět energii jiným způsobem než ostatní, nikoli spalováním, ale glykolýzou. Tento způsob je ovšem velmi neefektivní, získáte jím téměř osmkrát méně ATP z jedné molekuly glukózy. Z čehož plyne, že ten, kdo používá cukr takto extravagantně a neefektivně, potřebuje ho zatraceně hodně. A odkud jmelí sebere tolik cukrů?

Fotosyntéza tohoto poloparazita není nijak extrémně produktivní. To už by bylo věrohodnější verze, že ho krade ze stolu svému hostiteli. Pak by to ovšem pro změnu byli jediní rostlinní parazité na světě, kteří by od svého stromu brali víc než jen vodu a minerály.

Pravda je jinde. Jmelí je dokonalý lakomec a asketa. Odsouzené k neefektivnímu způsobu získávání energie, se stalo velmi nenáročným na zdroje. Skrblí, roste pomalu a k životu toho moc nepotřebuje.

Evoluční nehoda

Nakonec jediná otázka, která zůstala nezodpovězena, je, proč se tedy tyto rostliny vzdaly něčeho tak užitečného a osvědčeného ve všech ostatních formách života, jako je dýchání, lépe řečeno: terminální fáze aerobního katabolického procesu známého jako buněčné dýchání?

Jednou z hypotéz je, že mitochondriální buněčná elektrárna, i když je účinná, je vlastně – ekonomicky řečeno – v investiční fázi enormně drahá. K tomu, aby mitochondrie vznikla, je potřeba vytvořit a „složit“ na 50 různých bílkovin. Jenže filozofie parazitů říká, že pokud je něco zbytečné, neplýtvej na to svojí energií.

Navíc onen první komplex, který jmelí ztratilo, produkuje vysoce reaktivní molekuly, které mohou buňku poškodit. Ztráta prvního komplexu tak učinila buňku odolnější vůči oxidativnímu stresu. Podobná ztráta mitochondriálních genů je pozorována například u nádorových buněk, což je částečně důvod, proč přežívají i za velmi nepříznivých podmínek.

Nejpravděpodobnější bude ale možnost, že se nejednalo o evoluční záměr, ale že šlo spíše o nehodu. Výsledek nějaké katastrofické mutace, kterou se rostlině podařilo zázračně přežít a přizpůsobit se.

„Vlastně bychom podle současných měřítek mohli jmelí považovat za průkopníka energetické úspornosti,“ napsala Gazeta Wyborcza.