Článek
Přestože poslední dobou vídáme zprávy, jak Evropa kvůli nízké porodnosti vymírá, celosvětová populace neustále roste. A uživit 8,2 miliardy lidí (ke dni 29. 4. 2025) není nic lehkého. Intenzivní zemědělství spojené s nadměrným užíváním hnojiv sice z krátkodobého hlediska přináší výhodu v podobě bohaté úrody, z dlouhodobého hlediska však za sebou zanechává spoušť.
Dopady hnojení na životní prostředí
International Fertilizer Association (IFA) odhaduje, že v roce 2023 se celosvětová spotřeba hnojiv zvýšila na 192,5 milionu tun živin za rok. A Česká republika s nějakými 128 kilogramy dusíkatých hnojiv na hektar orné půdy (údaj z roku 2022) patří k jejich nejpilnějším uživatelům.
Dodávání takového množství živin vede k znečišťování povrchových i podzemních vod, nárůstu emisí skleníkových plynů, snížení biologické rozmanitosti a degradaci půdy, která tak potřebuje ještě více hnojit. Proto se zemědělci ve spolupráci s vědci snaží přijít na způsob, jakým snížit objem použitých hnojiv, aniž by na tom tratila úroda. Co třeba vyšlechtit rostliny, které se umí fertilizovat samy?
Výhodné partnerství mezi rostlinami a mikroby
Možná to zní bláznivě, ale některé rostliny si opravdu dokáží obstarat dusík i v chudých půdách (odkud ho jinak běžně čerpají), potřebují k tomu ale pomocníky. Spoluprací s bakteriemi schopnými zachytávat vzdušný dusík jsou známé hlavně rostliny z čeledi bobovité. Kořenové buňky třeba takové sóji obsahují váčky s bakteriemi, kterým rostlina dodává na energii bohaté organické látky a na oplátku dostává sloučeniny dusíku. Skamarádit mikroba například s pšenicí ovšem není lehký úkol a výzkum postupuje pomalu.
Symbiotický vztah mezi bobovitými rostlinami a bakteriemi Rhizobium vznikl pozvolně a hlavně za souhlasu obou stran. Vám samotným by se asi také nechtělo do vztahu, do něhož vás někdo nutí a ze kterého ani nebudete nic mít. Druhou možnost představuje vyšlechtění rostlin s enzymy, které umožňují fixaci dusíku, ani tady jsme však zatím nedosáhli významných pokroků.
Kukuřice s nevšedními schopnostmi
K budoucnosti bez hnojiv by nás mohla posunout zvláštní odrůda kukuřice z mexické oblasti Sierra Mixe. Místní zemědělci ji pěstují již tisíce let, pro zbytek světa kukuřici se jménem olotón objevil v 80. letech minulého století Howard-Yana Shapiro. Až 5 metrů vysoká kukuřice dokáže úspěšně přežívat v chudé půdě, aniž by potřebovala hnojit. Shapiro tušil, že vysvětlení se skrývá ve vzdušných kořenech – zeleno-růžových, prstům podobných výčnělcích vyrůstajících ze stébla kukuřice, z nichž kapala látka podobná gelu. Na odpověď si však musel počkat až do roku 2005, kdy už měl k dispozici DNA nástroje. Společně s Alanem B. Bennettem zjistil, že bakterie žijící ve slizovitém gelu čerpají dusík ze vzduchu a přeměňují ho na formu, kterou kukuřice může absorbovat. Takto získaný dusík pokrývá 30 až 80 % potřeby rostliny. Výzkumníci své výsledky publikovali v roce 2018 v časopisu PLOS.
Howard-Yana Shapiro
Pokud by se podařilo u běžné kukuřice vyšlechtit vlastnost vázání dusíku, která by jí umožnila produkovat byť jen část vlastního hnojiva, mohlo by to snížit náklady na zemědělství, omezit emise skleníkových plynů a zlepšit stav vod. Jak jste si ovšem asi všimli, od zveřejnění studie uběhlo již 7 let a svět stále pěstuje běžné, na hnojení náročné odrůdy kukuřice. Samotné šlechtění kukuřice à la olotón sice vypadá nadějně, v současnosti dokáže získat až 40 % potřebného dusíku ze vzduchu, v cestě však stojí i etické překážky.
Biopirátství
Mexickým pěstitelům, pro které je olotón součástí dědictví, se totiž nelíbí představa, že by jejich know-how někdo zneužil pro komerční účely a drancoval přitom jejich zemi. Bojí se tzv. biopirátství. Biopirátství označuje situaci, kdy velká firma či vědecká instituce využije přírodní zdroje rozvojové země a bez spravedlivé kompenzace vůči původním komunitám se na nich obohatí. Představte si třeba, že vám na zahradě vyroste rostlina, která produkuje látku účinnou proti hmyzím škůdcům. Za nějakou dobu vám zazvoní u dveří dobře oblečený pán (nebo paní), vleze vám na zahradu a než se stačíte vzpamatovat, odejde i se vzorkem vaší rostliny. Za rok si pustíte televizi a ve zprávách zrovna hovoří o milionovém startupu, který podle svého prohlášení vyšlechtil rostliny odolné vůči hmyzu. Mezi zástupci společnosti poznáte onoho nezvaného návštěvníka. Zřejmě byste neskákali radostí do stropu.
Jako reálný příklad si můžeme uvést rostlinu Hoodia a lék na hubnutí. Rostlina Hoodia z pouště Kalahari byla po tisíce let používána kočovným národem Sanů (známým také pod označením Křováci) v jižní Africe a pomáhala jim přežít hlad a žízeň během dlouhých výprav do pouště. V roce 2016 získala jihoafrická Rada pro vědu a průmyslový výzkum (CSIR) vládou financovaný patent na nový lék na hubnutí nazvaný P57, jehož hlavní složka pocházela právě z rostliny Hoodia. Práva na patent následně koupily farmaceutické společnosti Pfizer a Phytopharm. Proti tomu se ohradili zástupci Sanů, kteří požadovali navrácení svých práv na společné duševní vlastnictví. Po tříletém sporu dospěli CSIR a Sanové k dohodě, v níž původní pěstitelé získali licenční poplatky z hotového produktu, výměnu znalostí a vytváření pracovních míst pro placené pěstování domorodých rostlin.
Závěrem
Vývoj ve šlechtění rostlin schopných fixace vzdušného dusíku nyní závisí i na tom, zda původní mexičtí obyvatelé a vědecké instituce najdou společnou řeč. Podle nynější smlouvy dostávají mexičtí farmáři polovinu ceny z každého prodaného zrna. Není ovšem vůbec jasné, co se stane, až „samohnojící“ se kukuřice dosáhne takových výsledků, aby mohla konkurovat komerčně pěstovaným druhům a začne generovat zisky. Co z toho plyne? Že i ten sebenadějnější objev může narazit do zdi tvořené lidskou chamtivostí a neschopností se domluvit.
Zdroje:
