To, co odstartovalo 9500 let př. n. l.  na prvních improvizovaných „polích“, dnes probíhá také za zdmi moderních laboratořích genetiky. Plány na efektivnější a odolnější plodiny vůči škůdcům nebo vodním živlům jsou totiž klíčem k další obživě lidstva. Jak si tedy stojíme?

Zdá se, že ve vědeckém světě jsou kostky již vrženy. Podle expertů bude totiž zemědělství budoucnosti s největší pravděpodobností patřit geneticky upraveným plodinám.

Nové technologie totiž napomohou otevřít další, dosud uzamčené dveře, za kterými se zemědělství bude muset vyrovnat nejen s klimatickými změnami, ale také s narůstajícími počty obyvatel.

Nejvýznamnější modifikovanou plodinou, která je zároveň jedinou povolenou na území Evropské unie, je momentálně kukuřice. Potenciál modifikace je však mnohem širší… A zdaleka necílí pouze na žluté klasy…

Bez lepku s vitaminy

V budoucnosti by proto obsah nákupního košíku mohl vypadat například takto… Rajčata by obsahovala vyšší podíl vitaminu D3, který si jinak rostlina rozkládá. Pečivo by neobsahovalo sebemenší stopu po lepku, čímž by se ulevilo osobám trpících celiakií.

A olej? Ten by ukrýval lepší poměr mastných kyselin. Veškeré potraviny budou i přes nepřízeň klimatických změn stále k dispozici a dokonce v lepší kvalitě, využití chemických postřiků by se totiž snížilo na nulu. Značka ideál.

Pod nadvládou člověka

Rostliny i živočichové jsou přitom lidmi modifikováni po celá staletí, ba dokonce tisíciletí.

V okamžiku, kdy byly některé rostliny stejného druhu výnosnější než jiné, nebo když se jeden vlk choval poddajněji než druhý, došlo k jejich upřednostnění a následně selekci. Při tomto procesu ale dochází také k ovlivnění genomu.

Jednotlivé znaky jsou totiž výsledkem exprese genů, přičemž s každou další generací dochází k jejich zvýrazňování. V praxi to tedy znamená, že domestikované rostliny či zvířata jsou z genetického hlediska od svých předků naprosto odlišní.

Nejistota? Mizí…

A právě v tomto bodu lze nalézt základní rozdíl mezi šlechtěním a genetickou výbavou organismů. Ten totiž spočítá pouze a jen v jeho přesnosti.

Genetické inženýrství totiž nabízí možnost volby přesně těch znaků, které jsou pro vědce žádoucí, čímž nejistota v úspěšnosti šlechtění mizí. Jedná se zejména o rozměry, odolnost vůči jakýmkoli rozmarům přírody nebo využití pesticidů.

Je to super, nebo ne?

Zní to jako rajská hudba… I přesto se najdou tací, kteří v GMO spatřují hned několik ale.

Nejčastější námitka je vznášena proti genovému toku – neboli smíchání geneticky modifikovaných plodin s jejich „tradičními“ sourozenci, a následný přenos nechtěných vlastností do klasických plodin.

Dalším „vroubkem“ na seznamu je neúmyslné šíření DNA GMO do oblastí, kde nemají co pohledávat.

V tomto případě jsou jisté pochybnosti možná na místě, jelikož již několikrát se stalo, že se stopy GMO podařilo nalézt u cizích plodin, a to z prostého důvodu migrace.

Aby však došlo k promíchání DNA, musí být rostliny příbuzné. U některých z nich navíc dochází k samooplození, takže jakýkoli mix není možný.

Odborníci si navíc jednotlivá místa pečlivě střeží, k udržení modifikovaných plodin na jednom místě proto nejčastěji slouží speciální „nárazníkové“ zóny.

Speciálně jedovaté

Za bezpečné dokonce byly označeny i ty rostliny, jež byly speciálně vytvořeny k tomu, aby byly nějakým způsobem jedovaté. Pro tyto „speciály“ se ve vědeckých kruzích vžil název Bt plodiny. A v čem, že spočívá jejich síla?

Od bakterie Bacillus thuringiensis si odborníci vypůjčily gen, který rostlinám umožňuje vytvářet protein ničící trávicí ústrojí hmyzích nepřátel. Dalo by se tedy říci, že si rostliny ochranu ve formě pesticidů samy vytvářejí.

Do řad Bt plodin se řadí mimo jiné i kukuřice setá (Zea mays). Ačkoli i na tyto unikáty si škůdci dokáží vytvořit rezistenci, trvá jim to o mnoho déle než v případě pesticidů.

Ke zpomalení tohoto procesu navíc pomáhá ponechání 5 % plochy určené pro pěstování Bt plodin bez jakékoli úpravy, a to záměrně pro udržení populace škůdců.

Pro savce bezpečno?

Na první pohled by se tento vědecký krok mohl jevit jako problém, jelikož těchto pesticidů se nejde jen tak zbavit. Jsou zkrátka součástí DNA rostliny. Podle expertů je však ona jedovatost dána pouze a jen úhlem pohledu.

To, co pro jeden druh může být okamžitým rozsudkem smrti, tomu dalšímu neudělá zhola nic.

Jako příklad můžeme uvést čokoládu. Zatímco pro psy je tato pochoutka nebezpečná, člověk s ní hřeší. Stejné to může být i v případě kávy, která zase nesedí hmyzu.

A podobné je to v případě Bt plodin. Protein, který produkují, totiž cílí výhradně na zažívací trakt škůdců, člověku ani dalším savcům tedy neuškodí.

Cry endotoxiny, neboli spory Bacillus thuringiensis totiž disponují specifickými vazebnými místy, což ve výsledku znamená, že se na savčí buňky nenavážou.

Nová příležitost

A pak tu máme herbicidy. Dnešní věda totiž dokáže rostliny upravit tak, aby byly odolné právě i proti pesticidům používaným k likvidaci nežádoucích plevelů. Označovány jsou následně jako HT rostliny.

Díky této úspěšné úpravě mohou farmáři konečně využívat herbicidy v plošném měřítku, aniž by tak ublížily ostatním plodinám.

Pro firmy se navíc jedná o výjimečnou příležitost. Jen ve Spojených státech je více než 90 % plodin odolných vůči herbicidům, obzvláště glykofosfátům.

Modifikovaný hrdina

Při pohledu do nedávné minulosti lze popsat hned několik případů, kdy se GMO podařilo zachránit celou zemědělskou oblast. Jako první můžeme uvést Bangladéš, kde je lilek považován za stěžejní plodinu.

Bohužel pro místní však velice často podléhá náletům škůdců, což farmáře nasměrovává vstříc pesticidům.

Ty ovšem vedou k nemalým finančním výdajům a také k případným onemocněním. V roce 2013 proto byl do lilku vložen gen pro Bt protein, což snížilo množství využívaných insekticidů o více než 80 %, rovněž tato varianta přispěla k lepší situaci farmářů.

Podobný úspěch se podařilo zaznamenat i v poslední dekádě minulého století, kdy stál havajský papájový průmysl na pokraji zkázy. A to vlivem viru nekrotické krouživosti papáji.

Jako účinné řešení se posléze ukázala geneticky upravená plodina, která viru statečně odolávala – dokázala ho totiž statečně ošálit. Na pohled se její buňky zdály být napadené, což viru znemožnilo se jakkoli rozmnožit.

Bezpečí pro zlaté klasy

Ve Spojených státech je podobným způsobem zacházeno také s kukuřicí, kterou běžně ohrožuje škůdce jménem zavíječ kukuřičný (Ostrinia nubilalis).

Jeho škodlivost spočívá zejména v oslabení rostliny, které vede k lámáním stébel a následně k poměrně vysokým ztrátám při sklizni.

Ačkoli se zemědělci snaží bránit s pomocí postřiků, genetická změna se ukázala jako úspěšnější. K dědičné informaci kukuřice totiž odborníci přidají kratší úsek, který způsobí, že u rostliny dojde k produkci látky, jež parazita zničí.

Konkrétně bývá využívána bakterie agrobacterium tumefaciens, která na rostlinách dokáže vytvářet nádory.

„Člověk si ji ochočil tak jako psa nebo koně,“ prohlásil vedoucí pracovník profesor Jaroslav Doležel působící v Ústavu experimentální botaniky Akademie věd ČR.

Rajčaty ke klidu

V roce 2021 oslavili úspěch také v Japonsku, konkrétně s prvními geneticky upravenými rajčaty odrůdy Sicilian Rouge od společnosti Sanatech Seed.

Podle místních médií se jedná o první potravinu upravenou pomocí genetických nůžek, neboli metodou CRIPS-Cas9, kterou je možné si běžně zakoupit.

Výsledné produkty navíc nejsou regulovány jako klasická geneticky modifikovaná potravina. Jejich jedinečnost spočívá ve vysokém obsahu kyseliny gama-aminomáselné (GABA).

V porovnání s běžnými druhy rajčat obsahují modifikované Sicilian Rouge 4–5krát více GBA. Právě tato amynokyselina má napomáhat nejen k psychické pohodě, ale značnému snížení krevního tlaku.

Vhled do budoucnosti

To ale není vše, co GMO ve světě plodin a rostlin dokáže. Drtivá většina modifikovaných rostlin je vůči pesticidům odolná nebo je produkuje, čímž se jejich další využití přímo nabízí.

Vědci proto pracují na GMO, které by produkovaly více živin než jiné, další skupinu tvoří upravené rostliny odolné vůči klimatickým změnám nebo ty s lepší adaptací na neřízen počasí – například déšť.

Skepticismus v praxi

Evropská unie však stále zůstává v problematice geneticky upravených potravin poměrně zdrženlivá.

Podle předpisů z roku 2013 lze v 84 genetických modifikacích využívat pouze kukuřici, bavlník, sóju, řepku a cukrovou řepu – což je v porovnání s okolním světem podstatně málo.

Běžný člověk navíc prozatím nemá možnost se s podobně upravenými plodinami setkat, jelikož jsou z větší části užívány k výrobě krmiv pro hospodářská zvířata.

Odborné kapacity proto aktuálně naléhají, aby s příchodem nových technologií unie svůj přístup přehodnotila.