ÚHEL POHLEDU: GENETICKY MODIFIKOVANÉ ROSTLINY A MOŽNÁ RIZIKA JEJICH PĚSTOVÁNÍ


Obr. 1: Ambrózie peřenolistá zplanělá v blízkosti bývalé drůbežárny ve Veltrubech, kam byla zanesena s kontaminovaným krmivem. (Foto Hana Skálová)

Genetické modifikace rostlin vzbuzují na jedné straně optimismus, na straně druhé pesimismus až silně negativní reakce. V tisku jsou geneticky modifikované rostliny předmětem diskusí převážně jako zdroj potravy, zejména v souvislosti s jejich zdravotní nezávadností. V tomto směru je však možno říci, že kontrola je silně nadstandardní a riziko zanedbatelné. Známým případem je zachycení hrachu modifikovaného na odolnost vůči zrnokazu genem z fazolu. Modifikovaný hrách (na rozdíl od fazolu) však působil jako alergen, a proto nebyl uvolněn do použití.

V jednom z předchozích čísel Botaniky jsme se mohli dočíst o přínosu geneticky modifikovaných plodin. Nyní bychom rádi upozornili na možná rizika jejich pěstování jako potenciální hrozbu pro ekosystémy, životní prostředí a zdraví obyvatel.
V současné době je jednou z nejčastějších modifikací plodin odolnost vůči herbicidům, z nichž nejčastější je odolnost vůči látce glyfosátu, která je součástí i u nás běžně používaného herbicidu, přípravku Roundup. Protože se tato modifikace používá již dosti dlouho, můžeme na ní ukázat existující rizika. Hlavním nebezpečím je možnost vzniku plevelů odolných vůči danému herbicidu. Odolnost mohou plevele získat dvojím způsobem.

Prvním z nich je přenos genu pro odolnost z plodiny do příbuzných druhů plevelů pomocí mezidruhového křížení, což není v přírodě nijak ojedinělý jev. Z tohoto hlediska patří většina našich plodin mezi rizikové, protože mají na území ČR příbuzné druhy, u nichž byla schopnost křížení prokázána. Existuje pouze několik významných plodin, které v České republice příbuzné druhy nemají, a to kukuřice, brambory, sója a rajčata. Jde tedy o plodiny, které pocházejí ze vzdálených oblastí, kromě sóji z Ameriky.
Naopak k silně rizikovým druhům z tohoto hlediska patří brukev řepka olejka, která má v Evropě více než deset příbuzných druhů (i z jiných rodů), se kterými je schopna se křížit, proto také není pěstování modifikované olejky v Evropské unii dovoleno. Bohužel, dovoz jejích semen do států EU povolen byl. Semena jsou drobná, kulatá a poměrně těžká, proto při přepravě a jakýchkoliv dalších manipulacích snadno vypadávají. Nebylo tudíž překvapením, že úniky takto modifikované olejky na ruderalizované plochy na nádražích již byly zaznamenány. Z Kanady je dokonce znám únik genu rezistence k herbicidům do plevelné brukve a jeho setrvání v populacích plevele v přírodě.
Další plodinou, u které hrozí přenos genů do populací volně rostoucích bylin, je pšenice, která se kříží s pýrem prostředním, a ten dále s pýrem plazivým. Pýr plazivý je přitom nebezpečným polním plevelem, se kterým zemědělci svádějí neustálý boj. V případě, že by se do pýru dostal gen rezistence k herbicidům, přišli by zemědělci o jednu z velmi mocných zbraní pro jeho potlačování.
Druhý způsob vzniku rezistentních plevelů je méně předpověditelný, ale daleko častější. Pokud pěstitelé kupují drahé osivo s patřičnou modifikací, například odolností vůči herbicidu, je to proto, že daný herbicid používají. Pokud nedochází k pravidelnému střídání různých plodin, tak je herbicid neustále používán a dříve či později jsou vyselektovány rasy plevelů, které jsou vůči příslušnému herbicidu odolné. Je to analogie stálého používání některých antibiotik a vzniku odolných mikroorganismů rozšířených v některých nemocnicích. V zemích, kde se modifikované plodiny pěstují velmi často, jako tomu je například ve Spojených státech amerických, počet plevelů odolných vůči herbicidům rychle roste. Je pravdou, že v prvním kroku používání rezistentní plodiny dojde ke snížení množství používaných herbicidů, protože je možné pouze jednorázové ošetření již vzrostlé kultury širokospektrým herbicidem, který zlikviduje všechen plevel najednou. Jakmile se však rozšíří rezistentní plevele, je třeba se navrátit k původnímu vícenásobnému ošetření a navíc se metodou „pokusu a omylu“ musí hledat, který herbicid bude účinný. Spotřeba herbicidů pak enormně vzroste.

Málokdo si uvědomuje, že herbicidy se nepoužívají jen na polích, kde jsou většinou v rukou kvalifikovaných uživatelů, ale i při postřiku železničních tratí a okrajů dálnic či chodníků ve městech. Na železnici jsou herbicidy prakticky jediným dostupným prostředkem k potlačení vegetace v bezprostředním okolí kolejí, což je nezbytné k zajištění bezpečnosti provozu. Na železnici byl u nás zaznamenán dokonce vznik plevele odolného ke dvěma různým herbicidům současně. Okraje silnic a železnic by navíc mohly být velmi příhodným prostředím pro další množení plevelů odolným vůči herbicidům, protože právě kvůli jejich používání by měly tyto plevele dostatečný životní prostor. Silnice a železnice by navíc působily jako velmi významné koridory pro jejich další šíření.
Dalším příkladem systému zatíženého herbicidy jsou golfová hřiště, kde se jejich pomocí likvidují dvouděložné byliny, zejména pampelišky a sedmikrásky, které golfový trávník znehodnocují. Na rozlehlých plochách golfových hřišť pak dochází ke zvýhodnění jedinců odolných vůči herbicidům a nový přísun odolných plevelů z kultur geneticky modifikovaných plodin by situaci, stejně jako na železnici, ještě výrazně zhoršoval.


Obr. 2: Pylová zrna ambrózie peřenolisté. (Foto Helena Svitavská Svobodová)

Zcela zanedbatelné ale nejsou ani vedlejší účinky genetických modifikací, které nejsou na první pohled zcela zřejmé. Jedním z nich je možnost, že některý z plevelů rezistentních vůči herbicidům bude silný alergen. Jeho masivní rozšíření pak může ohrozit zdraví lidí, a to hlavně díky tomu, že bude na pravidelně herbicidovaných plochách oproti jiným plevelům silně zvýhodněn. Toto splňuje více než bohatě ambrózie, jejíž pyl je silně alergenní (obr. 1 a 2). Přestože jde v Čechách o relativně vzácný druh, v srpnu a září je její pyl dominantním alergenem (viz pylová zpravodajství). O ambrózii se můžete podrobněji dočíst v Botanice 2014/2. V USA (původním areálu jejího výskytu) je rezistentní ambrózie známa z mnoha oblastí, zejména z polí bavlníku a sóji.

K nám se semena ambrózie dostávají jako pravidelná součást lisované sóji, která je používána jako bohatý zdroj bílkovin pro krmení hospodářských zvířat. Je tedy velmi pravděpodobné, že se rasy odolné vůči herbicidům brzy objeví i u nás.


Obr. 3: Monarcha stěhovavý. (Foto Kateřina Štajerová)

Obr. 4: Klejicha – živná rostlina monarchy stěhovavého (Foto Kateřina Štajerová)

Další problémovou oblastí využití rezistentních plodin je jejich zásah do složitých vazeb uvnitř ekosystémů. I v tomto směru je možné použít příklad ze Spojených států amerických. Jde o složitý vztah mezi pěstováním plodin odolných vůči herbicidům (nikoli plodin schopných díky genetické modifikaci produkovat jakési vlastní insekticidy, jak bylo v této souvislosti zmíněno v příspěvku o přínosu geneticky modifikovaných plodin v Botanice 2015/1), častým používání herbicidů a masivním úbytkem kultovního motýla monarchy stěhovavého (obr. 3). Ten je na veřejnosti známý zejména díky své každoroční pouti z líhnišť na severu USA a jižní Kanady do Mexika, kde přezimuje.
Živnou rostlinou housenek monarchy jsou různé druhy klejich (obr. 4 a 5), které však nepatří ke konkurenčně zdatným druhům. Vyhovují jim občasné disturbance (narušování) a ne zcela zapojený porost, proto je hojně nacházíme převážně v raných vývojových stádiích ekosystémů, kam v minulosti patřila i pole a jejich okraje. Použití minulého času v předchozí větě je namístě, protože se situace v posledních letech radikálně změnila. Plodiny odolné vůči herbicidům tvoří v dnešní době na středozápadě USA více než 90 % celkové produkce. Rozlehlá pole s těmito plodinami jsou pak plošně i několikrát ročně stříkána herbicidy, což v poslední době vedlo k významnému poklesu výskytu mnoha polních plevelů včetně klejich. Odhaduje se, že následkem ztráty tohoto typu stanoviště došlo k poklesu populace klejichy až o 75 %, což mělo zásadní vliv na početnost populace monarchy stěhovavého z důvodu nedostatku živných rostlin pro jeho housenky.
K rapidnímu nárůstu pěstování geneticky modifikovaných plodin (zvláště sóji, kukuřice a bavlníku) došlo v USA během posledních patnácti let,

jak demonstruje graf na obr. 6, což překvapivě velmi dobře koresponduje s poklesem populace monarchy stěhovavého. Situace je nyní skutečně vážná. Nejen odborná veřejnost se snaží o záchranu kultovního motýla, ale také vzniklo několik peticí na jeho záchranu, které podrobně rozebírají všechny příčiny drastického poklesu jeho početních stavů. Jedním z navrhovaných řešení, jak pokles populace monarchy zastavit, je pěstování klejich na alternativních stanovištích, aby byl jejich úbytek v důsledku pěstování geneticky modifikovaných plodin co nejdříve nahrazen.

Závěrem můžeme konstatovat, že použití geneticky modifikovaných organismů v uzavřených systémech není nijak zvlášť problematické. Tyto systémy jsou pod kontrolou, dají se předpovědět podmínky prostředí, a proto jsou velmi dobře předpověditelné výsledky i důsledky jejich pěstování. Naproti tomu uvolnění modifikovaných organismů do přírody není zcela bez rizik. Běžná pole totiž nelze považovat za plně uzavřené systémy, protože zdaleka nemohou být zajištěna tak jako experimentální pozemky. Kromě toho, že volně navazují na okolní přírodu, může docházet k úniku geneticky modifikovaných plodin během jejich transportu. Při extrémních klimatických situacích může také snadno dojít k tomu, že část osiva bude odnesena do vodotečí a dostane se mimo kontrolu. Stejně tak mohou případné vydatné letní srážky zcela znemožnit sklizeň, nebo může část semen vypadat a dostat se tak mimo kontrolu.
Modifikace, které vedou pouze ke změně některých technických parametrů plodin, jakými jsou už povolené modifikace bramboru (změna kvality škrobu) či lnu (odlišná vlákna), rizika patrně nepřinášejí. Dalším takovým příkladem by mohla být geneticky modifikovaná kukuřice, která je schopná produkovat vlastní insekticid, ochraňující plodinu přes zavíječem a vedoucí tak k rapidnímu snížení množství insekticidních postřiků (viz Botanika 2015/1). Je však velmi obtížné předpovědět všechny následky modifikací, které postihují vlastnosti zvýhodňující jejich nositele, například odolnost vůči škůdcům nebo extrémním projevům počasí. V dnešní době nemůžeme a ani neumíme zodpovědně předpovědět, jak by se v přírodě chovaly samy geneticky modifikované plodiny, natož jejich kříženci s volně rostoucími druhy. Můžeme se dokonce obávat, že by se z této skupiny mohla po čase rekrutovat nová skupina invazních rostlin, s níž doposud nemáme žádné předchozí zkušenosti. Přírodní systémy jsou nesmírně komplikované a rozhodně jim ještě nerozumíme natolik, abychom byli schopni s jistotou předpovědět všechny interakce. Proto je nutno každou modifikaci posuzovat individuálně i pro jednotlivá území. Princip předběžné opatrnosti je v tomto směru více než na místě.

Autoři:
RNDr. Kateřina Štajerová (Oddělení ekologie invazí; katerina.stajerova@ibot.cas.cz),
RNDr. Hana Skálová, Ph.D.
(Oddělení ekologie invazí; hana.skalova@ibot.cas.cz),
prof. RNDr. František Krahulec, CSc. (Oddělení genetické ekologie; krahulec@ibot.cas.cz
)