16.4.2024 | Svátek má Irena


ZELENÝ ÚDĚL A VĚDA : Strigolaktony

13.3.2023

Moderní věda versus ideologická politika – naposled jsme si o tom povídali na konci ledna (zde¨- NP). Předmětem úvah bylo mj. svaté tažení Evropského parlamentu vůči všelikým pesticidům, vyjma těch „bio“. Tažení legislativní, tedy prostě vize bez reálných nástrojů, jak požadovaných cílů racionálně dosáhnout. Opřená, jak jinak , o „náš zelený úděl“. EP se činí, aktivita nezpomaluje, spíše naopak, stačí si postupně procházet veřejně dostupné bruselské materiály. Z nich se tak mj. dozvíte, že „…rakouská europoslankyně Sarah Wiener (Zelení), ekologická farmářka a kuchařka, představila dne 02/03/2023 ve Výboru EP pro životní prostředí, veřejné zdraví a bezpečnost potravin svůj návrh stanoviska Parlamentu k směrnici / nařízení o udržitelném používání pesticidů. Wiener nerozporuje návrh Komise stran změny směrnice v nařízení, navrhuje ale mnohem ambicióznější redukční cíle pro pesticidy.

Zatímco Evropská komise navrhuje redukovat pesticidy o 50 % (a to jak pro pesticidy obecně, tak pesticidy více nebezpečné), Wiener navrhuje redukovat více nebezpečné pesticidy až o 80 % do roku 2030. Druhý cíl zachovává Wiener na minimálně 50 %. Evropská komise jako referenční roky pro redukci pesticidů stanovila průměr prodejů v daném členském státě z let 2015–2017, Wiener navrhuje referenční období posunout na průměr z let 2018 – 2020, čímž rovněž zpřísňuje návrh Komise. Pokud by členské státy redukovaly používání pesticidů v letech 2015-2017, nebylo by to podle návrhu Wiener zohledněno

. Kromě redukčních cílů do roku 2030 by podle Wiener měly být stanoveny i střednědobé cíle s plněním do roku 2026. U citlivých oblastí Wiener naopak návrh Komise zmírňuje – Komise navrhuje úplný zákaz používání pesticidů v citlivých oblastech, zatímco podle Wiener by ekologické zemědělství v citlivých oblastech mělo mít výjimku.

S cílem dosáhnout redukce u pesticidů a rovněž zajistit dostatek finančních prostředků na přechod k udržitelnějšímu zemědělství navrhuje Wiener rovněž zavést harmonizované zdanění pesticidů. Členové výboru mohou pozměňovací návrhy k návrhu Wiener předkládat do 30/03/2023, Wiener plánuje dosáhnout stanoviska Výboru do července 2023, plénum by poté podle jejího plánu mohlo o stanovisku hlasovat v září 2023.

S tímto postupem ovšem část jejích kolegů z Výboru pro životní prostředí nesouhlasí. Stínový zpravodaj za EPP Alexander Bernhuber (EPP) vystoupil proti návrhu Wiener, uvedl, že dokud Evropská komise nepředloží doplňkovou studii, o kterou ji v prosinci požádala Rada EU (za českého předsednictví), není možné ve vyjednáváních postoupit kupředu. Bernhuber upozornil, že návrh Komise by mohl vést k průměrnému propadu produkce potravin až o 20 %, což je v současné geopolitické situaci nepřijatelné.

Pro nás je samozřejmě zajímavé – a nikoliv překvapivé – že: „ K návrhu Wiener se vyjádřil rovněž stínový zpravodaj za ECR, český europoslanec Alexandr Vondra. Podle něj už návrh Komise má velké nedostatky, návrh zpravodajky Wiener pak označil za „zcela nepřijatelný“. Výpadky v evropské produkci by byly kompenzovány dovozy ze třetích zemí, návrh zcela ignoruje doposud dosažené výsledky a snahu zemědělců.

Pozitivní ohlas nicméně návrh vzbudil u europoslanců z frakcí Zelených a GUE/NGL, ale i u některých zástupců S&D.

Inu, nic moc nového pod sluncem. S postoji rakouských europoslankyň mám již dokonce své osobní zkušenosti. Třebas krátce před eurovolbami 2014 jsem si mohl vyslechnout ekologické názory paní poslankyně Ursuly Lichtenberk , v rámci semináře Společnosti Heinricha Bolla v pražském Goethe Institutu . Souvisely s ochranou včel a dalších hmyzích opylovačů před různými insekticidy, zejména nově v praxi testovanými neonicotinoidy. Pořadatele to tehdy vzali šmahem a do houfu včelích zabíječů přihodili i geneticky modifikované (GM) plodiny. Ty už se sice po světě masivně pěstovaly více jak dvacet let – ale znáte to. Není nad předběžnou opatrnost.

Ještě teď mám doma krásnou seminářovou samolepku se včeličkou, vroubenou nápisy „Give bees the chance. No pests. No GMOs. „ Tedy: „Dejte včelám šanci – žádné pesticidy a žádné geneticky modifikované plodiny“.

Impresivní – ale nesmyslné. Šanci dávají včelám právě ty GM odrůdy. Zabíjejí totiž pouze a jen přesně cílené hmyzí škůdce. Stříkat je pesticidy netřeba. Ale vysvětlit ten princip paní Ursule bylo nad mé síly. A s ekologickou farmářkou a kuchařkou paní Sarah to asi nebude jiné. Nějaké geneticky manipulované rostliny na svou farmu zřejmě nepustí.

I když moderní „biologická věda založená na důkazech“ nám nabízí alternativy, inspirované mimo jiné fascinujícími příběhy společné evoluce živých organizmů na téhle planetě. Zde jeden z nich.

Kokotice ladní (Cuscuta campestris) je naše nejspíš nejznámější parazitní rostlina díky cejchu invazního plevele. Napadá zejména porosty motýlokvětých pícnin (vojtěška, jetel) a zemědělci s ní válčí tu více, tu méně úspěšně, s pomocí buď totálních (Basta/glufosinát) nebo „selektivních“ herbicidů. Vydrolená semena kokotice jsou totiž schopna v půdě přežívat až deset let. K důkladné asanaci napadených pozemků se používá i vypalování jejích ohnisek plynovými hořáky.

Vývojová biologie kokotice je zajímavým příkladem koevoluce. Klíční rostliny sice tvoří pravý kořen, ale ten je funkční pouze dočasně. Rostlina lapá okolní chemické signály, které ji navádějí směrem k budoucímu hostiteli. Ten není příliš úzce taxonomicky vymezen, napadena jím může být celá řada plodin či plevelů. K nim parazit vysílá svá haustoria, jimiž může z oběti intensivně čerpat vodu a minerální živiny i organické látky. Stonek parazita bohatě větví – a jeho objetí se časem stává pro hostitele smrtícím.

Takové ohrožení různých středoevropských pícnin se v kontextu s klimatickými změnami a obecným půdním vodním deficitem stává závažnějším problémem, ale zatím nejde o kalamitní malér. Tomu se však v současnosti blíží působení jejich „tropických příbuzných“, a to nejen tradičně v tropech Afriky, ale také již v americkém středozápadu.

Hlavním pachatelem je v tomto případě zejména rod Striga. Rodový název nám nikoliv náhodou připomíná mytickou příšeru slovanských bájí – možná znáte polské strigy z knih Andrzeje Sapkowského. A obětí jsou tentokrát klíčové hospodářské plodiny. V první řadě kukuřice, poté čirok, rýže, cukrová třtina, proso.

Vzájemné interakce hostitel/parazit představují opět vysoce zajímavé koevoluční puzzle. A to z hlediska nejen vzájemných mezi-rostlinných interakcí, ale také mykorhizních. Moderní biochemická či molekulární data totiž ukazují, že se tyto signální látky týkají i klíčových mechanismů samotné rostlinné ontogeneze, resp. morfogeneze.

Díky studiu parazitismu byla tak oblast studia biologie rostlin obohacena o další významnou skupinu fytohormonů nazvanou strigolaktony (SL). První z nich, pojmenovaný jako strigol, byl objeven již před více jak půlstoletím v kořenových exsudátech bavlníku, napadeného druhem Striga lutea.(Cook et al 1966) . A odstartoval zajímavé pátraní po obecnějším biologickém významu různých SL látek. Výrazně se podílejí v interakcích mykorrhizních – viz práce Akiyama et al. 2005 popisující účinky SL na větvení micelárních vláken různých arbuskulárních hub. Řada prací vyšlých o dva roky později navíc prokazuje, že se tyto terpenoidní látky účastní i samotné morfogeneze řady rostlin, a to v regulaci větvení jejich stonku (Leyser 2008).

Lze se možná domnívat, že si rostliny své původní morfogeny právě s ohledem na tuto „pozitivní mykorhizu“ v evoluci dále vycizelovaly. A že mazané strigy (dnes známe zhruba šestadvacet vesměs afrických druhů) se později vmísily do této komunikace a využily ji po svém. Tedy způsobem à la kokotice.

Striga tvoří až 500 tisíc „prachových semen“, pro něž je SL spouštěčem klíčení. Vzniká její primární kořen, v okolní půdě pátrající po kořeni budoucího hostitele. Ten je naleptán enzymovým sekretem strigy a poté uvolňuje chinonické látky. Jakmile hladina chinonu dosáhne potřebné koncentrace, začne z kořene strigy vznikat haustorium, následně penetrující kořen hostitelské rostliny. Jeho kůrou projde během dvou až tří dnů, a pak už jej jen vysává. Do 24 hodin po tomto průniku do hostitelových vodivých pletiv už parazit otvírá svoje děloh a a striga pak roste až do dospělosti.

Obrana či ochrana proti ní je krajně obtížná. Šlechtěním bylo získáno jen pár odolnějších kukuřičných odrůd. Nastupuje tedy opět průmyslová chemie. Komerčně zajímavá jsou kupř. semena „obalená“ systemickým herbicidem imazapyrem.

Nové šance však slibuje základní výzkum metabolizmu a funkce nejrůznějších SL s cílem ovlivnit jejich přirozenou biosyntézu a omezit či dokonce eliminovat jejich signální efekt na „strigovou klíčivost. Je to trochu biochemicko-genomický tanec mezi vejci. V současnosti je známo více než 35 různých SL. Kukuřice jich exsuduje nejméně šest.

Změna složení tohoto germinačního koktejlu může zásadně snížit klíčivost semen parazita – ale také negativně ovlivnit schopnost růstu mycelií „užitečných“ arbuskulárních hub. Výsledky biochemických analýz u několika genotypů kukuřice (Li et al. 2023) potvrdily existenci dvou paralelních biosyntetických drah, jejichž produktem byl hlavní kukuřičný SL, tedy zealacton. Průvodní genomika umožnila charakterizovat jejich dílčí etapy .Různé ovlivnění těchto drah vedlo mj. ke změně rovnováhy mezi zealaktonem a zealaktolem a zealaktonovou kyselinou. Genotypy produkující přednostně zealaktol byly výrazně méně postiženy „strigovou invazí“. Ukazuje se tak nadějná strategie molekulárního šlechtění odrůd s možná zásadním ekonomickým i ekologickým dopadem. Samozřejmě hlavním nástrojem by měla být „genová editace“ (viz zde NP) coby precizní mutační šlechtění. S možným, alespoň částečným návratem současných zhýčkaných plodinových odrůd do jejich evolučního mládí…

Což samozřejmě vědě nějaký čas potrvá – ale zase to dává šanci změnit relevantní evropskou legislativu tak, aby i rakouské ekologické europoslankyně měly na výběr. Pokud tedy pochopí odbornou podstatu věci.

Zdroje:

Akiyama K., Matsuzaki, K., Hayashi,H., : Plant sesquiterpenes induce hyphal branching in arbuscular mycorrhizal fungi.- Nature 435: 824-827, 2005
Cook C.E., Whichard, I.P., Turner,B, Wall, M.E. , Egley,G.H.,: Germination of witchweed (Striga lutea Lour.) : isolation and properties of a potent stimulant.- Science 154: 1189-1190, 1966
Leyser,O.: Strigolactones and shoot branching : a new trick for a young dog.- Developmental Cell 15: 337-338, 2008
Li et al. : Maize resistence to witchweed through changes in strigolactone biosynthesis .- Science 379: 94-99, 2023

GENOVÁ EDITACE: Šance evropského přežití