Tworzą pancerne gatunki odporne na suszę

Zmiany klimatu dla krajów wyspiarskich oznaczają zalewanie ich terytorium przez podnoszący się poziom oceanów, dla Stanów Zjednoczonych zwiększoną liczbę niszczycielskich huraganów, dla Australii niespotykaną skalę pożarów, a dla nas brak śniegu w zimie i niezwykle skąpe opady deszczu w pozostałych częściach roku. Okazuje się, że szczególnie szkodliwy jest brak pokrywy śnieżnej, która w sposób powolny stopniowo uwalniała wilgoć do gleby. Dodając do tego nienotowany od stu lat dramatycznie niski poziom opadów na wiosnę, dostajemy suszę stulecia i to już kolejną, trzeci rok z rzędu. W tej nowej sytuacji nie mamy wyjścia: musimy zacząć myśleć o całkowitym przeobrażeniu obecnego modelu rolnictwa w naszym kraju. Na przykład wydaje się, że masowe wprowadzenie systemów nawadniania pól rodem z krajów południa Europy i Australii, jest po prostu nieuniknione. Możliwe również, że trzeba będzie przestawić produkcję rolną na warzywa i owoce lepiej dostosowane do suchego klimatu. Polscy i zagraniczni naukowcy świadomi czekających nas problemów już rozwijają nowe, lepiej radzące sobie z suszą odmiany znanych nam roślin.

Bliski Wschód i Afryka kierunkiem poszukiwań

Kierunkiem, w którym z pewnością należy spojrzeć, myśląc o odpornych na suszę uprawach jest Australia. To najbardziej suchy kontynent na Ziemi, a jednocześnie do walki z suszą australijscy farmerzy mają do dyspozycji duże zasoby finansowe – w końcu Australia należy do najbogatszych krajów na świecie. Pomimo niesprzyjających warunków hydrologicznych i klimatycznych Australia jest wciąż czołowym producentem żywności na świecie, m.in. jednym z czterech głównych eksporterów pszenicy, zaraz za Stanami Zjednoczonymi, Kanadą i Unią Europejską. Jednak i na Antypodach coraz trudniej radzić sobie ze zmianami klimatu. Dlatego władze poszukują nowych, jeszcze bardziej odpornych na brak wody roślin. Na przykład w ramach ogólnokrajowego Funduszu Odporności na Suszę przeznaczono środki na badania źródeł odporności odmian zbóż od tysięcy lat uprawianych w bardzo suchym i gorącym klimacie. Australijscy naukowcy pobierają próbki z upraw w Afryce i na Bliskim Wschodzie, a genomy najbardziej obiecujących roślin zostaną skopiowane, by wzbogacić strukturę australijskiej pszenicy.

Dłuższe korzenie receptą na suszę

W Danii prace nad suszoodpornymi odmianami roślin prowadzone są w inny sposób, skupiając się na jednej pożądanej cesze roślin. Nowe odmiany ziemniaków i zbóż mają mieć przede wszystkim dłuższe korzenie: pomimo braku wody w powierzchniowych warstwach ziemi, roślina miałaby dostęp do głębiej położonych, wciąż trzymających wilgoć pokładów. W ramach badania stworzono najnowocześniejszy na świecie system sześciuset (!) „linii produkcyjnych”. W każdym z nich sadzona jest inna odmiana ziemniaka/zboża, a wzrost ich korzeni w warunkach suszy, obserwowany jest przez zakopane w ziemi kamery. Odmiany, które rozwiną najdłuższe korzenie, a jednocześnie dobrze zniosą suszę, kierowane są z testów laboratoryjnych na pola uprawne. Pomimo położenie w strefie umiarkowanej i dużej liczbie opadów rocznych, również ten kraj dotyka problem suszy. A przecież swoją gospodarkę kraj ten mocno opiera na eksporcie żywności (Dania jest np. światowym top producentem wieprzowiny; w duńskich chlewniach żyje dwadzieścia osiem milionów świń, które trzeba jakoś wyżywić) – stąd też i próby rozwinięcia nowych, pancernych gatunków. Badania finansowane są z publicznego funduszu, Innovationsfonden, a suma na nie przeznaczona przekracza siedemnaście milionów duńskich koron (ponad dziesięć milionów złotych).

Europejska pszenica z GMO albo żadna?

Europejscy naukowcy podkreślają, że obecnie popularne odmiany pszenicy nie radzą sobie z obserwowanymi w Europie zmianami klimatu: suszą przeplataną gwałtownymi opadami, uzupełnianą falami upałów. W ramach unijnego projektu grupa naukowców zebrała próbki z tysięcy pól w dziewięciu krajach Europy, badając najpopularniejsze odmiany pszenicy. Z ich wniosków wynika, że nie większość z nich nie poradzi sobie z nadchodzącymi zmianami. Dla naszego kraju tradycyjną alternatywą są żyto i owies, zdecydowanie bardziej odporne na brak wody i zmiany temperatury gatunki zbóż. Od stuleci to właśnie te zboża były uprawiane m.in. na nieurodzajnych glebach Podhala, gdzie o pszenicy można było tylko pomarzyć. Jednak nie czarujmy się: to produkty z pszenicy są najczęściej wybierane przez konsumentów tak w Polsce, jak i w całej Unii. Pszenica stanowi również główne zboże eksportowe naszego kontynentu.

Rezygnacja z pszenicy wydaje się więc mało prawdopodobna, pomimo piętrzących się problemów z jej uprawą. Konieczne jest przestawienie upraw na nowe, modyfikowane genetycznie odmiany bardziej odporne na zmienne warunki atmosferyczne. Na razie w UE obowiązuje zakaz edycji genomów. Proces został przez Wspólnotę uznany za modyfikację genetyczną, a więc zgodnie z unijnym prawem, zabroniony na jej terenie. Odmienne zdanie na ten temat prezentuje coraz liczniejsza grupa naukowców. Kilka miesięcy temu kilkuset z nich wystosowało do władz unijnych apel: „Rośliny, które przeszły proste i ukierunkowane edycje genomu za pomocą precyzyjnej hodowli i które nie zawierają obcych genów, są przynajmniej tak samo bezpieczne, jak odmiany powstałe przy użyciu konwencjonalnych technik hodowlanych”. Apel podpisali uczeni z kilkudziesięciu uczelni krajów Unii. Odmiennie niż w naszej Wspólnocie w Australii można bez ograniczeń uprawiać rośliny genetycznie modyfikowane już od 2016 roku.

Polskie osiągnięcia

W Polsce prace nad nowymi, odpornymi na suszę i wysokie temperatury roślinami trwają dopiero od niedawna. Ze względu na korzystne położenie, jakby zapomnieliśmy o bardzo niewielkich zasobach wody i zignorowaliśmy nadchodzące zmiany klimatu. Ale ostatnie lata to okres wzmożonych wysiłków i mamy już przyzwoite efekty pracy. Na ich tle w tym roku zdecydowanie wyróżnili się twórcy GrainER. Opracowany przez startup inkubator nasion przyspiesza zbiory o jedną trzecią, a co ważniejsze sprawia, że nasiona są bardziej odporne na suszę. Wszystko dzięki poddawaniu nasion korzystnemu dla ich „odporności” działaniu pola magnetycznego (zdolność roślin nazywana magnetotropizmem). Wynalazek wyróżniono w tym roku podczas styczniowej gali Szkoły Pionierów Polskiego Funduszu Rozwoju i Allegro (o czym pisaliśmy już na łamach MamStartup tutaj). Z kolei za oceanem amerykański zespół naukowców, w tym Polka, dr hab. Katarzyna Głowacka, przeprowadził modyfikację genetyczną, która z sukcesem skróciła czas otwarcia aparatów szparkowych w liściach roślin. Jaka z tego korzyść? Otóż okazuje się, że w czasie gdy narząd ten jest otwarty, roślina traci bardzo wiele wody, a tak długi czas tego „wietrzenia” nie jest roślinom uprawnym potrzebny. Ta modyfikacja genetyczna ogranicza więc pobór wody przez rośliny do koniecznego minimum.