Medicína a přírodověda

Článků v rubrice: 296

12. března 2013

Roundup Ready plevel

Když se začalo s pěstováním geneticky modifikovaných plodin odolných vůči herbicidům, obávaly se ekologické organizace, že se GM plodiny zkříží s plevelem, předají mu své geny a vznikne tak superplevel běžnou chemií nezničitelný. Měly pravdu?

Fotogalerie (7)

Kukuřice je v tom nejspíš nevinně

Chemické zbraně

Farmáři a plevel jsou nesmiřitelní nepřátelé. V poli, kde by měla růst jen užitková plodina, raší plevel a bere rostlinkám světlo, živiny i vláhu. Kromě tradičních mechanických prostředků boje (pletí, okopávání) jsou nejčastěji do války zapojovány chemické zbraně – herbicidy, které plevel hubí. Používala se jich celá řada, ale jen omezeně. Byly toxické pro životní prostředí a navíc zabíjely užitkové plodiny skoro stejně kvalitně jako škodlivý plevel. Pak firma Monsanto vyvinula herbicid Roundup, který byl k životnímu prostředí relativně šetrný, a následně uvedla na trh geneticky modifikované plodiny, kterým postřik tímto herbicidem nevadil. Vypadalo to, že se vítězství přiklonilo na stranu farmářů.

Vítězné tažení GMO

První geneticky modifikovaná plodina odolná vůči herbicidu, sója, začala být komerčně dostupná roku 1996, o dva roky později ji následovala Roundup Ready kukuřice. Rozmach „Roundup Ready“ (tedy vůči herbicidu Roundup odolných) plodin byl prudký. Roku 2010 už bylo v USA Roundup Ready 70 % pěstované kukuřice, 78 % bavlny a 93 % sóji. Současně s tím vzrostla spotřeba Roundupu, který se stal hlavní a nejúčinnější zbraní proti plevelu. Ročně se ho jen v americkém zemědělství spotřebovalo kolem 90 000 tun. Pak ovšem přišel obrat. V polích se čím dál tím častěji začaly objevovat nežádoucí plevele, které si z postřiku Roundupem nic nedělaly.

Plevely vrací úder

Na celém světě je známo 24 druhů plevele odolných vůči glyfosátu, hlavní složce Roundupu. Jedním z nejotravnějších je laskavec palmerův (Amaranthus Palmeri). Na všechny druhy herbicidů celkem je jen v USA odolných 434 rostlin. V Čechách máme superplevel také. 15 druhů si vyvinulo odolnost vůči některému z herbicidů, dva dokonce vůči dvěma herbicidům současně. Glyfosát nevadí jen jedinému z nich, turance kanadské (conyza canadensis), která zamořuje okolí železničních tratí. Odkud se ale vzaly? Kde sebraly ty geny, které jim zaručují odolnost, když v Čechách příliš mnoho Roundup Ready plodin nepěstujeme?

Evoluční zbrojení

Křížení mezi sójou a laskavcem nenastalo, geny se mezi dvěma nepříbuznými rostlinnými druhy nepřesunuly, GM plodiny nikomu své vlastnosti nepředaly. Jev, který vznik superplevele způsobil, popsal již Charles Darwin. Plevel, který roste na poli vystříkávaném herbicidem, je vystaven silnému evolučnímu tlaku. Přežijí jen nejodolnější rostliny, ty, které si alespoň trochu umí s herbicidem poradit. Výherci v evoluční loterii se rozmnoží, jejich semínka příštího roku vyklíčí – a postřik herbicidem mezi nimi opět „vybere“ ty jedince, kteří jsou nejodolnější. Zároveň plevelu zahubí konkurenci a umožní rezistentním rostlinám se nerušeně šířit. Navíc se pyl ze samčích, již odolných rostlin, přenese na samičí plevely z okolních polí a vesele tak gen pro rezistenci šíří. Plevel vytáhl do boje za pomoci evoluce a mohutně vítězí.

Eskalace konfliktu

Totožný scénář již dříve předvedly bakterie, mezi kterými se díky nadužívání antibiotik objevily bakteriální kmeny, které byly vůči antibiotikům rezistentní. Vynutily si tak používání dalších a dalších druhů antibiotik, což vedlo jen ke vzniku (zatím naštěstí vzácných) druhů bakterií, kterým nevadí téměř žádná antibiotika. Obdobný scénář by se mohl opakovat i se superplevelem. Firma Dow AgroScience z Indianapolis v Indianě, USA, vyvinula kukuřici, která je odolná nejen vůči Roundupu, ale i vůči herbicidu Enlist (2,4-dichlorophenoxyacetic acid; 2,4-D), jehož je výrobcem. Používání více herbicidů naráz velmi pravděpodobně povede v brzké době ke vzniku multirezistentních plevelů, nebo dokonce plevelů, které si vyvinou novou strategii pro přežití jakéhokoliv postřiku.

Bitva ještě není dobojována…

Využití GM Roundup Ready plodin přineslo podstatné zvýšení výnosů. Méně plevele, méně nákladů na obhospodařování polí, a mimo jiné možnost pěstovat na poli více plodin, protože už jejich řádky nemusely být od sebe tak daleko, aby mezi nimi mohla projíždět mechanizace likvidující plevel. S objevením superplevele se ale asi situace změní. Možná bude třeba kombinovat GM plodiny, postřik kombinovanými herbicidy (se zvýšenou toxicitou pro životní prostředí) a klasické mechanické metody likvidace plevele. Nebo nechávat na poli růst směs plodin. Rychle rostoucí plodina (například žito) pole zastíní, a tím sebere vláhu a světlo klíčícím semínkům plevele. Stínící plodina se pak zaválcuje a do pleveluprostého pole se vysadí třeba sója.

Válka mezi zemědělci a plevelem pokračuje a o vítězi stále není rozhodnuto.

Jak funguje Roundup

Hlavní složkou herbicidu Roundup je glyfosát, N-(phosphonomethyl)glycine. Vstřebává se listy rostlin a kumuluje se v růstových částech rostliny. Zde inhibuje enzym, který je zodpovědný za výrobu aromatických aminokyselin tyrosinu, tryptofanu a fenylalaninu. Může být tedy použit jen na rostoucí rostlinu, nikoliv jako preventivní postřik. Zvířata zmíněné aminokyseliny získávají z potravy, takže jim Roundup neškodí, a v půdě ho relativně rychle rozkládají půdní bakterie. Na možnost využití glyfosátu jako herbicidu přišel chemik firmy Monsanto John E. Franz v roce 1970.