Tisíciletí genetického hackování: Začalo to šlechtěním
Zemědělství, které se zrodilo zhruba před 10 000 lety, odstartovalo největší biologický experiment v historii planety. Dávní farmáři nevěděli nic o DNA nebo genech, ale neustále vybírali semena z těch rostlin, které měly největší plody, nejméně trnů nebo nejsladší chuť. Tento proces, zvaný umělá selekce, postupně přepsal genetický kód divokých druhů. Původní plodiny byly často jedovaté, plné tvrdých semen, drobné a extrémně hořké, protože se musely bránit predátorům. Dnes jsme jejich obranyschopnost vyměnili za maximální nutriční výtěžnost a lahodnou chuť.
Okurka: Od ostnatých a jedovatých projektilů k salátové klasice
Na obrázku vidíme ohromující kontrast. Původní divoké okurky vypadaly jako drobné, trnité oválky. Byly téměř nepoživatelné, protože obsahovaly vysoké množství kukurbitacinů, vysoce toxických a extrémně hořkých látek, kterými se rostlina bránila býložravcům. Dnešní salátová okurka, kterou vidíte rozkrojenou na prkénku, je obrovská, má hladkou slupku, zanedbatelná měkká semínka a je tvořena z 95 % vodou. Toxiny byly šlechtěním téměř zcela odstraněny.
Mrkev: Nenápadný plevel proměněný v oranžový zázrak
Původní mrkev byste si do polévky pravděpodobně nedali. Jak ukazuje levá část snímku, divoké kořeny mrkve (Daucus carota) byly tenké, silně rozvětvené, tuhé, plné dřevnatých vláken a měly bledou nebo nafialovělou barvu. Teprve staletí selekce, zakončená prací nizozemských šlechtitelů v 17. století, dala vzniknout mrkvi tak, jak ji známe z pravé části obrázku: jedinému, mohutnému, křupavému a sladkému kořeni s charakteristickou zářivě oranžovou barvou plnou betakarotenu.
Meloun: Konec bílé hmoty a tuhých semen
Díky historickým zátiším ze 17. století přesně víme, jak vypadal mezistupeň šlechtění melounu, což věrně reflektuje levá polovina plodu na fotografii. Dřívější melouny měly silnou bílou slupku a vnitřek byl rozdělen do komor plných obrovských, tvrdých semen s minimem dužiny. Dnešní moderní meloun (pravá polovina) má geneticky zredukovanou bílou slupku na minimum, komorové rozdělení zmizelo a nahradila ho celistvá, zářivě červená a extrémně sladká hmota. U moderních odrůd se navíc semena zcela eliminují (tzv. triploidní melouny).
Lilek: Proč se mu v angličtině říká "vaječná rostlina"?
Anglický název pro lilek zní "eggplant", a při pohledu na levou misku na fotografii je hned jasné proč. Divoký lilek totiž vůbec nevypadal jako ta obří fialová zelenina, kterou známe dnes. Šlo o drobné, kulaté plody žluté, bílé nebo bledě modré barvy, které skutečně připomínaly vejce. Rostliny navíc často obsahovaly jedovatý solanin a trny. Současný fialový gigant na dřevěném prkénku je výsledkem masivní selekce na objem dužiny a potlačení hořkosti.
Kukuřice: Z obyčejné trávy globální superpotravinou
Zemědělská transformace kukuřice je pravděpodobně tím nejikoničtějším příkladem genetické modifikace pomocí šlechtění. Původní rostlina, tráva zvaná teosinte, měla drobounké klásky (na obrázku ty nejmenší a nejhubenější) s pouhými několika tvrdými zrny uspořádanými v jedné řadě, které bylo nutné před konzumací rozbít kamenem. Během staletí farmáři ve Střední Americe vybírali mutace, které zrna změkčily a zmnohonásobily jejich počet. Dnes kukuřice tvoří obří klasy s desítkami řad měkkých, naškrobených a sladkých zrn.
Banán: Konec boji s tvrdými peckami
Pokud byste v džungli narazili na divoký banán (Musa acuminata), pravděpodobně byste si vylámali zuby. Jak vidíme v dolní části obrázku u rozkrojeného divokého plodu, původní banány jsou podsadité a jejich nitro je doslova napěchované obrovskými, tvrdými semeny. Jedlé dužiny je v nich absolutní minimum. Moderní odrůdy, jako je Cavendish (žluté, dlouhé banány na snímku), jsou parthenokarpické, vyvíjejí se bez opylení, nemají semena a jde vlastně o geneticky identické klony masivně produkující sladkou dužinu plodů.
Avokádo: Vítězství dužiny nad peckou
U divokého avokáda (v ruce na levé straně snímku) tvořila pecka téměř celý objem plodu. Okolo obrovského semene se nacházela jen několik milimetrů tenká vrstvička jedlé dužiny, navíc chráněná silnou a tuhou krustou. Až selektivní chov v posledních tisíciletích dokázal geneticky donutit strom produkovat plody, kde se poměr pecky a dužiny radikálně obrátil. Dnešní avokádo (rozkrojené vpravo) nabízí obrovské množství tuku a krémové hmoty obklopující relativně malé středové semeno.
Budoucnost: Proč se bát GMO, když už tisíce let tvoříme mutanty?
Při pohledu na tyto drastické změny je zjevné, že "přirozená" zelenina nebo ovoce v našich obchodech neexistuje. Vše je umělý lidský konstrukt. Tradiční šlechtění je ale zdlouhavé, nepřesné a do rostlin při něm přenášíme i nežádoucí geny. Moderní genové inženýrství a modifikace (GMO, CRISPR) dělají přesně totéž, co dělali naši předkové po tisíciletí, ale s chirurgickou přesností na molekulární úrovni.
Díky genetickému inženýrství dnes dokážeme zachránit plodiny před zničením viry (např. papája na Havaji), vypěstovat plodiny odolné vůči suchu či obohatit je o životně důležité vitamíny (např. Zlatá rýže, která řeší nedostatek vitamínu A v rozvojových zemích). Umožňuje nám to pěstovat potraviny s mnohem menší spotřebou toxických pesticidů, protože rostliny se dokáží škůdcům bránit samy. Strach z GMO je tedy z vědeckého hlediska často neopodstatněný strach z přesnějšího a rychlejšího šlechtění, procesu, který lidstvo udržuje naživu už přes 10 000 let.
Zdroje pro hlubší bádání
Nature: The draft genome of watermelon (Citrullus lanatus) and resequencing of 20 diverse accessions
PNAS: The genetics of maize evolution
Frontiers in Plant Science: Domestication and Breeding of the Carrot
WHO: Genetically modified foods