Rostlinky s efektivnější fotosyntézou mají o 40 % více biomasy

TLDR verze: Urychlením fotorespirace se podařilo vytvořit rostlinné Hulky, kteří by mohli nakrmit planetu!

Fotosyntéza je fajn, ale z celé  řady výzkumů  víme, že je asi tak stejně efektivní, jako průměrný člověk v pondělí ráno před první kávou & po večerním nedělním tahu.

Tým Paula Southa v rámci studie (zdroj zde), spolufinancované mimo jiné Nadací Billa a Melinda Gatesovými, dosáhl rapidního zefektivnění fotosyntézy tím, že redukoval jinak náročný metabolický proces fotorespirace. Ta je vlastně jakousi anti-fotosyntézou, kterou si rostliny vyvinuly jako důkaz toho, že i evoluce může být vedle jak ta jedle.

Fotosyntéza sama využívá enzymu Rubisco k přeměně oxidu uhličitého, vody a slunečního záření na cukry využívaní k vyživování rostliny (jako odpad produkuje navíc jakýsi kyslík). V dnešní atmosféře bohaté na kyslík (a že tomu tak v historii planety většinou takto nebylo!) má ale Rubisco problém zhruba ve 20 % případů odlišovat oxid uhličitý (který chce) od kyslíku (který nechce). Výsledkem je fotorespirace, která efektivitu růstu snižuje podobným způsobem, jako kdybyste se pokusili do nádrže svého vozu nalít krom benzínu i pětinu vody. #try_it

Southův tým však nyní pomocí buněčné zkratky fotorespiraci urychlil a zkrátil, což vede právě k efektivnějšímu využívání zdrojů rostliny pro fotosyntézu. Specificky tým skrze nově navržené genetické konstrukty podporující specifické geny vytvořil trio alternativních cest, které fotorespiraci obcházejí. Ve výsledku se jim během dvouletých terénních studií podařilo původní experimentální výzkum zreplikovat doslova v poli (*BA DUM TSS*), kde jejich modelově vylepšené rostlinky tabáku dosáhly o 40 % větší biomasy především v oblasti stonků. Nové rostliny jsou navíc odolnější i vůči horku, což je v dnešním světě dvojnásob pozitivní zpráva!

Teoreticky tak práce znamená především dobrou zprávu pro tabákový průmysl… Výzkumníci se však jali výsledky zreplikovat i v případě sóji, rýže, brambor, rajčat nebo lilku. A ty se do fajfky, na rozdíl od bříška, cpou výrazně hůře. Panuje tak naděje, při (velmi hypotetickém) přechodu všech stávajících plodin na podobně vylepšené druhy by mohla stávající úroda nakrmit skoro o polovinu lidstva více – a to, pokud nejste fanoušci hladomorů, se vyplatí!

Genetická paranoia

V této souvislosti je však třeba připomenout, že ani vynalezení nějaké geneticky modifikované plodiny automaticky neznamená, že se ona plodina dostane na pole. Jeden z největších & nejstarších biotechnologických úspěchů (iniciativa začala již v roce 1982) jménem zlatá rýže totiž dodnes není schválená v zemích, kde by její konzumace zachránila na půl milionu dětí před šeroslepostí a slepotou. Ročně!

GMO je trnem v oku řady lidí, přitom by jeden takový obrovský trn avitaminózy vitaminu A mohla světu vytáhnout z paty. Zlatá rýže sice loni byla schválena ke konzumaci lidmi v USA a několika dalších státech, skutečně podstatné schválení na Filipínách a Bangladéši nás tak teprve čeká.

Zlatý rýže obsahuje geny, které tvoří předchůdce vitamínu A (a dávají rýži její barvu), což by v případě masového pěstování MOHLO dodat potřebný vitamín lidem, kteří jej kvůli nedostatku pestré stravy nemají. Odpůrci se sice kryje tím, že zlatá rýže neřeší jádro problému v podobě chudoby a tak, což je rozhodně pravda…

Ale pokud vás postřelí zločinec, taky asi budete chtít, aby kolemjdoucí pokud možno zastavili dříve krvácení a zavolali záchranku, než začnou projednávat, co udělat s pachatelem, celostátní zločinností a regulací/deregulací zbraní. Jinými slovy, nasazení zlaté rýže není vzájemně se vylučující v boji s chudobou.

Jistá porce obav o rizika transgenních plodin (což je odbornější název pro GMO) je samozřejmě zcela oprávněná a rozhodně nemá smysl zcela eliminovat kontrolu bezpečnosti a rozumné regulace. Třeba v případě Southova výzkumu je je zcela na místě řešit, zdali 40% nárůst biomasy znamená i 40% nárůst živin (ty totiž přicházejí i z půdy, že), stejně jako testovat zdravotní (ne)závadnost v rámci dlouhodobých studií.

Existence neefektivní fotosyntézy, stejně jako třeba i Eboly nebo dýmějového moru, ale naznačuje, že ne vždy jsou produkty evoluce ku zdraví prospěšné – a neměli bychom proto předstírat, že zasáhnout do podobných procesů musí být vždy nebezpečnější, než jaké mohou být potenciální přínosy.

Více také v mém článku na Nedd.cz zde (publikován bude nejspíše až po víkendu).

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a přátel vědy UP Crowd za podpory MUDRstart – podpořte i vy drobákem mojí snahu informovat o vědě věčně & vtipně a přispějte mi v kampani na Patreonu.

A sledujte mojí snahu případně i na Facebooku či YouTube.

Diskuze