Podaří se najít potraviny pro budoucnost?

V roce 2050 by mělo na Zemi podle odhadů OSN žít 9,7 miliard lidí. Aby všichni měli co jíst, bude se muset produkce potravin zvýšit až o 70 %. Zvýší se nejenom počet obyvatel, mnozí budou navíc vyžadovat lepší a bohatší stravu. Dokáže planeta Země uspokojit takto strmě rostoucí poptávku? Řešení může být ukryto v genomu pšenice, v jehož výzkumu patří čeští vědci mezi světovou špičku.

psenice
Experti z Ústavu experimentální botaniky AV ČR učinili při čtení genetické informace pšenice, která je jednou z nejvýznamnějších plodin vůbec, velký pokrok. Přelomové výsledky jejich bádání se setkaly s celosvětovým ohlasem.

S pěstováním pšenice začínají být pomalu problémy, a to navzdory skutečnosti, že se jí na rozdíl od rýže a kukuřice daří v nejrůznějších klimatických podmínkách. Přesto se jí v některých letech posledního desetiletí sklidilo výrazně méně, než lidstvo spotřebovalo. Což v konečném důsledku znamená, že poklesly celosvětové zásoby. „Zatímco v osmdesátých letech 20. století by vydržely asi čtyři měsíce, v současnosti jen něco přes dva. Pokud by trend pokračoval, mohla by větší neúroda dokonce ohrozit výživu světové populace,“ uvedl Jaroslav Doležel, rostlinný genetik z olomouckého pracoviště Ústavu experimentální botaniky AV ČR.

Při zvýšení průměrné teploty na Zemi, byť o jediný stupeň Celsia, by výnosy pšenice, v závislosti na úbytku vláhy, mohly klesnout až o 10 %. U kukuřice by pak tento pokles byl ještě výraznější. Situace by vyústila v hladomory v mnoha koutech světa.

Historie dává za pravdu, že obavy jsou na místě. Například populační exploze v Indii v šedesátých letech minulého století vyvolala akutní nedostatek potravin. Hrozící katastrofu odvrátilo až zavedení nových odrůd pšenice a rýže. Pomohla také moderní agrotechnika a intenzivní hnojení. Otcem tzv. Zelené revoluce byl americký agronom Norman Borlaug (1914 – 2009), který v roce 1970 za inovace v oblasti zemědělství obdržel Nobelovu cenu míru.wheat

Kde se vlastně pšenice a další pro rozvoj lidstva důležité plodiny vzaly? Člověka doprovázejí zhruba 10 tisíc let, kdy byly rostliny nezávisle na různých místech světa domestikovány. Propukla neolitická revoluce, vniklo zemědělství, což umožnilo rozvoj velkých civilizací. Svou roli tehdy sehrálo i oteplování. Klimatické změny umožnily lepší pěstování plodin.

Člověk úplně nebo částečně domestikoval na 500 rostlin, z nichž však jen 30 živí lidstvo. Není bez zajímavosti, že proces přeměny planých druhů na kulturní formy skončil někdy kolem roku 2000 před n. l. Od té doby jsme už opravdu významnou kulturní plodinu nevytvořili.

Pšenice je základním zdrojem obživy pro třetinu lidské populace. Je důležitou surovinou pro výrobu pečiva a těstovin. Každoročně se jí na ploše 215 milionů hektarů sklidí přibližně 700 milionů tun a každý Čech jí v podobě mouky spotřebuje v průměru 100 kg za rok.klickyAby bylo možné využít pro šlechtění této plodiny molekulární metody, je třeba umět přečíst její genetickou informaci. Jenomže genetická výbava pšenice je hodně složitá. Zvláště pak genetická výbava nejčastěji pěstovaného druhu – pšenice seté. Její genom je několikrát větší než lidský.

Ke vzniku nejrozšířenější plodiny na světě přispěly opakované cykly mezidruhové hybridizace a zdvojování dědičné informace. Zatímco pro živočichy jsou takové změny většinou neslučitelné se životem, rostliny jsou tolerantnější. A právě tyto procesy přispěly ke vzniku mnoha druhů rostlin.

Pšenice setá vznikla křížením tří druhů trav a postupně získala šest sad chromozomů po sedmi namísto obvyklých dvou sad. Jedna kopie dědičné informace pšenice je rozdělena na 21 chromozomů a představuje ji téměř 17 miliard bází DNA (písmen dědičného kódu) – tedy pětkrát více, než má člověk, a dokonce 40krát než rýže.

Jak složitou genetickou informaci přečíst? S řešením přišli olomoučtí vědci, kteří vypracovali metodu umožňující složitou dědičnou informaci rozdělit na malé části. Každou lze zkoumat odděleně, což práci výrazně ulehčuje a zároveň umožňuje mezinárodní spolupráci. „Pšenice má 21 chromozomů. Když izolujeme jeden z nich, analyzujeme méně než dvacetinu celé dědičné informace a všechno zjednodušíme,“ upřesňuje Jaroslav Doležel.box

Dědičná informace pšenice je uložená v mrazicích boxech při teplotě -80 °C v podobě tzv. knihoven DNA (jedna představuje jeden chromozom). Malé úseky DNA chromozomů jsou udržovány v bakteriích, přičemž každá bakterie a od ní odvozené potomstvo v sobě nese jeden konkrétní úsek DNA.Úplná dědičná informace pšenice je uložena v asi 2,5 milionu bakteriálních klonů ve více než šesti tisících mikrotitračních destičkách.

Nová zelená revoluce by podle olomouckých vědců mohla vypadat podobně jako ta předchozí. Opět půjde především o šlechtění nových odrůd a zavádění inovativních zemědělských postupů. Abychom měli v roce 2050 dostatek potravin, musejí výnosy nových odrůd stoupat o 2 % ročně.

 

Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

Na pražském Chodově nalezneme nejmodernější kino v ČR

Na pražském Chodově nalezneme...

Společnost Cinema City je dlouhodobým provozovatelem multikin v tuzemsku i...
Jak se z lahve stane tričko?

Jak se z lahve stane tričko?

Ne všechen odpad musí být nutně na obtíž. Dobrý příkladem jsou použité...
Šest desítek let kontejnerové přepravy

Šest desítek let kontejnerové...

Svět křižují miliony a miliony přepravních kontejnerů. Brázdí moře a oceány,...
Život v jurtě aneb Souznění s přírodou

Život v jurtě aneb Souznění s...

Vzhled jurt se region od region liší, co však mají všechny společné je...
Podpora bikesharingu v Česku

Podpora bikesharingu v Česku

Ministerstvo životního prostředí spolu se Státním fondem životního prostředí ČR...
V Šanghaji přesunuli buddhistický chrám

V Šanghaji přesunuli buddhistický...

V nejlidnatějším městě Číny bylo v neděli dokončeno 15 dní trvající...
Čeští vědci zkoumají mimořádně důležitého mořského prvoka

Čeští vědci zkoumají mimořádně...

Českobudějovičtí parazitologové získali další americký grant na výzkum mořského...
Jak se těží český granát?

Jak se těží český granát?

České granáty jsou díky své krvavě červené barvě nezaměnitelné a po špercích z nich...
Smajlík slaví 35. narozeniny

Smajlík slaví 35. narozeniny

Vývoj v oblasti počítačových technologií nabírá tempo dosahující takříkajíc...
Tajuplný Teotihuacán – mezi Sluncem a Měsícem

Tajuplný Teotihuacán – mezi...

Teotihuacán byl ve své době nejvýznamnějším náboženským centrem Střední...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Zpívající herec: Russell Crowe a boží hněv

Zpívající herec: Russell Crowe a...

Russell Crowe (*1964) založil první kapelu Roman Antix už...
3 x slavné útěky: Z nacistického tábora, španělské pevnosti i cely smrti

3 x slavné útěky: Z nacistického...

V srpnu 1941 provede holandský kapitán Machiel van den Heuvel...
Geniální gólman, nebo šílenec? Podívejte se na jeho neuvěřitelné kousky!

Geniální gólman, nebo šílenec?...

Ve fotbalové historii nalezneme stovky talentovaných hráčů, kteří uchvátí fanoušky....
Skuteční vlkodlaci: Šlo o šílence, nebo vyznavače tajného kultu?

Skuteční vlkodlaci: Šlo o šílence,...

Francouzský venkov pročesávají vojáci. Všude nacházejí mrtvá těla, některá jsou...
Želví krunýř: Tank stvořený přírodou!

Želví krunýř: Tank stvořený...

Pomalost, dlouhověkost, ale hlavně krunýř. To jsou typické znaky želv. Proč je...
Proč Isaac Newton přišel při bankovním krachu o všechno?

Proč Isaac Newton přišel při...

Angličané po skončení španělské války jsou lační zisků. Bezmyšlenkovitě vkládají...
Kdy začal člověk nadávat?

Kdy začal člověk nadávat?

Pořádné peprné zaklení zřejmě znali už dávní předci člověka. Je dokonce...
Ztracená stavba: Existoval labyrint velkolepější než gízské pyramidy?

Ztracená stavba: Existoval labyrint...

Stavitelskému umění starověkých Egypťanů se obdivovali již dávní Řekové a...
Zpívající herec: Basák Billy Bob Thornton

Zpívající herec: Basák Billy Bob...

Herec Billy Bob Thornton (*1955) má na kontě nejen...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.