Před více než 10 000 lety se kdesi na úpatí And mezi Argentinou a Bolívií smísily dva druhy divokých luštěnin, pravděpodobně s pomocí opylujících včel. Jejich potomek byl netypický – hříčka přírody, která se nemohla smísit se svými divokými předky a příbuznými. Tato podivná rostlina se dále vyvíjela, nejprve sama o sobě a poté selekcí, když ji zemědělci domestikovali pro její chutná semena, která nevyrůstala z větví jako většina fazolí a hrachu, ale pod povrchem půdy. Obchodníci ji rozšířili po celé Jižní Americe a nakonec i na karibské ostrovy. Odtud španělští duchovní a conquistadoři přivezli první arašídy do Evropy a poté do Asie a Afriky. Svět se naučil milovat skromné arašídy.
Přesazené se do západní Afriky dostaly brzy, ale je to teprve dvě století, co je zemědělci začali komerčně pěstovat. Od té doby Senegal, který je velký zhruba jako Jižní Dakota, pravidelně patří mezi deset největších producentů podzemnice olejné na světě. A zemědělci ho pěstují za nedůvěryhodných dešťů, s malým množstvím hnojiv a většinou s ochranou proti škůdcům, kterou poskytuje příroda.
Když zaprší, hlavní město Dakar se vyprázdní, protože krejčí a taxikáři, úředníci a učitelé míří do svých vesnic sázet.
Fatou Binetou Diop a její rodina pěstují tyto jihoamerické přesazené rostliny na svém pozemku v Méckhé (vyslovuje se „may hay“) již po několik generací. Městečko vyrůstá z dun po dvou hodinách jízdy z Dakaru. „Lidé tu říkají, že buráky jsou zlato,“ říká Diop. „Protože s arašídy můžete získat spoustu věcí.“
Méckhé vděčí za svůj brzký růst, byť mírný, arašídům. Železnice, postavená koncem 19. století za účelem sběru arašídů pro přepravu do Francie, se zastavila právě v Méckhé, čímž se z něj stalo prosperující město.
Tenkrát, stejně jako dnes, prodávali zemědělci svou úrodu zprostředkovatelům, velkým společnostem vyrábějícím rostlinný olej a vývozcům, i když dnes jsou těmito vývozci pravděpodobně Číňané, nikoliv Francouzi. Obyvatelé vesnice arašídy samozřejmě také jedí – lisované do oleje, pražené a solené, kandované v cukru nebo mleté pro použití v řadě pikantních omáček.
Tato výnosná plodina však také způsobuje nemoci. Luštěniny jsou náchylné na aflatoxiny, vysoce karcinogenní skupinu plísní, která roste na mnoha plodinách. Ve vysokém množství může tento houbový jed způsobit akutní poškození jater a smrt. Vzácné případy otravy aflatoxiny v Indii a Keni si vyžádaly stovky mrtvých. Odborníci na veřejné zdraví se domnívají, že až 500 milionů chudých lidí v subsaharské Africe, Asii a Latinské Americe je pomalu otráveno dlouhodobým kumulativním působením aflatoxinů, které mohou zpomalit růst dětí, potlačit imunitní systém a vést k poškození jater nebo rakovině. Dopad aflatoxinů však není jednotný ani okamžitě viditelný, což ztěžuje boj proti nim.
Ndiakhate Fall, generální tajemník sdružení zemědělců v Méckhé, říká, že většina z 5 000 členů jeho organizace je k nebezpečí aflatoxinů skeptická.
Méckhé vděčí za svůj brzký růst, byť mírný, arašídům. Železnice postavená koncem 19. století za účelem sběru arašídů pro přepravu do Francie zastavila v Méckhé, čímž se z něj stalo prosperující město.
Tenkrát, stejně jako dnes, prodávali zemědělci svou úrodu zprostředkovatelům, velkým společnostem vyrábějícím rostlinný olej a vývozcům, i když dnes jsou těmito vývozci pravděpodobně Číňané, nikoliv Francouzi. Obyvatelé vesnice arašídy samozřejmě také jedí – lisované do oleje, pražené a solené, kandované v cukru nebo mleté pro použití v řadě pikantních omáček.
Tato výnosná plodina však také způsobuje nemoci. Luštěniny jsou náchylné na aflatoxiny, vysoce karcinogenní skupinu plísní, která roste na mnoha plodinách. Ve vysokém množství může tento houbový jed způsobit akutní poškození jater a smrt. Vzácné případy otravy aflatoxiny v Indii a Keni si vyžádaly stovky mrtvých. Odborníci na veřejné zdraví se domnívají, že až 500 milionů chudých lidí v subsaharské Africe, Asii a Latinské Americe je pomalu otráveno dlouhodobým kumulativním působením aflatoxinů, které mohou zpomalit růst dětí, potlačit imunitní systém a vést k poškození jater nebo rakovině. Dopad aflatoxinů však není jednotný ani okamžitě viditelný, což ztěžuje boj proti nim.
Ndiakhate Fall, generální tajemník sdružení zemědělců v Méckhé, říká, že většina z 5 000 členů jeho organizace je k nebezpečí aflatoxinů skeptická.
Na ulici v senegalském zemědělském městě Méckhé. ibrahima Thiam
Arašídy jedí už celé generace a ještě neviděli, že by na ně někdo zemřel.
„Víte, v naší zemi umírat i ve 20 nebo 25 letech, to je pro nás prostě osud,“ říká Fall. „A my říkáme, že to Bůh rozhodl, že to tak má být. Neklademe si otázky.“
Po desetiletí si však vědci otázky kladou. Snaží se vyšlechtit arašídy odolné vůči smrtícímu toxinu. Dosud se jim to příliš nedařilo, ale nyní se nová šlechtitelská iniciativa snaží rozluštit kód minulosti arašídů a pomoci rostlině čelit budoucnosti – bez toxinu.
Toxická kombinace
Dva běžné druhy hub, které žijí ve vzduchu a v půdě, Aspergillus flavus a Aspergillus parasiticus, produkují aflatoxin. Kontaminace může vzniknout téměř všude, kde se kombinuje teplo a vlhkost.
Přemnožený hmyz pomáhá houbě dostat se do skořápky a infikovat semena arašídů. Plíseň může začít růst v půdě nebo na poli po sklizni, nebo dokonce až po vyloupání a zabalení ořechů. Jakmile však plíseň začne růst, není cesty zpět. V USA může jeden plesnivý „horký“ arašíd způsobit, že inspektoři vyhodí celý návěs ořechů.
Předpisy v USA a Evropě, které stanovují maximální množství aflatoxinů v potravinách, zabraňují tomu, aby se kontaminované produkty dostaly do potravinového systému, i když zemědělci mohou v důsledku toho část své úrody vyhodit. Odborníci odhadují, že ztráty na úrodě způsobené aflatoxiny stojí americké zemědělce každoročně přibližně 500 milionů dolarů. V rozvojových zemích se však i tam, kde takové předpisy existují, prosazují jen zřídka. Místo toho kontaminovaná kukuřice a arašídy pronikají na místní trhy a pravidelně se dostávají na talíře nepozorných lidí.
To, co je v USA většinou problémem úrody, se jinde, zejména v Africe, stalo vážným zdravotním problémem.
„Pokaždé, když měříme expozici aflatoxinům u lidí, u dětí i dospělých , je vždy velmi vysoká pozitivita,“ říká Yun Yun Gong, potravinový toxikolog z Queen’s University Belfast. Expozici aflatoxinům sleduje po celém světě pomocí specifických krevních biomarkerů u lidí. Ve většině rozvinutých zemí je tato míra nízká až nulová.
V málo rozvinutých zemích, zejména v některých částech Afriky, však míra expozice aflatoxinům dosahuje více než 90 %. „Senegal je možná jednou z nejrizikovějších populací, kterou jsme naměřili,“ říká.“
Šíření aflatoxinu může zabránit vytřídění infikovaných arašídů hned po sklizni; pomoci mohou také specifické osevní a zemědělské postupy. A již více než čtyři desetiletí hledají vědci klíč: semena podzemnice olejné odolná vůči aflatoxinu. Spoléhají na geny divokých předků podzemnice olejné, které mohou odemknout další vývojový stupeň této rostliny.
Většina zemědělců v Senegalu se vyhýbá svým polím v poledne, kdy je slunce vysoko a teploty v období sucha stoupají na sever ke 100 stupňům Fahrenheita, říká Daniel Foncéka, vědec z Francouzského centra zemědělského výzkumu pro mezinárodní rozvoj. Pro Senegalskou agenturu pro zemědělský výzkum (ISRA) vede program adaptace na sucho. Přesně tam se však nachází na poli, daleko od stínu, zatímco mu vítr fouká do tváře prach a horký vzduch.
Přišel zkontrolovat buráky. Před ním se táhnou řady arašídů s drobnými žlutými pupeny.
Výzkumná stanice v Nioro du Rip leží hluboko v srdci senegalské arašídové pánve a je jednou z několika stanic ISRA, které testují nové techniky. A právě zde Foncéka pokračuje ve výzkumu, který zahájil jako doktorand před téměř 10 lety. Snaží se rozšířit genofond pěstovaných arašídů o geny jejich divokých příbuzných. „Rozmanitost arašídů je omezená,“ říká Foncéka. „Ale divoké druhy jsou velmi odolné vůči mnoha chorobám.“ Jsou také odolnější vůči aflatoxinu.
Před lety Foncékův tým z Regionálního centra pro studium odolnosti rostlin vůči suchu zkřížil Fleur 11, v Senegalu běžnou odrůdu podzemnice olejné, s hybridem předků podzemnice olejné, A. duranensis a A. ipaënsis. K takovému křížení v přírodě nedochází snadno. V pohodlí laboratoře a skleníku však může šlechtitel vytvořit divokého hybrida podzemnice olejné, který se dokáže křížit s kultivovaným podzemnicí olejnou.
Odtud vytvořili populaci více než 100 rostlin podzemnice olejné, které do sebe začlenily různé části genomu předků. To byl první krok v pečlivém procesu, kdy se snažili zjistit, jak geny divokých druhů ovlivňují vlastnosti, jako je odolnost vůči chorobám nebo velikost, a pokusit se tyto změny přiřadit ke konkrétním částem jejich genomu.
V poslední fázi, která přivádí Foncéka do Nioro v tento horký a suchý den, výzkumný tým posouvá získané poznatky o krok dál. Zkřížili dvě odrůdy Fleur 11, v nichž se mísí různé části genů předků, které řídí velikost burských oříšků, aby zjistili, zda se jim podaří vytvořit větší burský oříšek – takový, který dobře poroste i v podmínkách dlouhotrvajícího sucha. Budou také testovat hladinu aflatoxinu v rostlinách.
Stresování arašídů
Dalším přístupem, kromě vytváření hybridů, je přesné studium toho, jak arašídy přirozeně odolávají toxinu. Horké podmínky ke konci růstového cyklu podněcují růstAspergillus a kontaminaci aflatoxiny. Výzkumník ISRA Issa Faye říká, že například v roce 2015 se na tom podílely vydatné deště. „Hodnotili jsme spoustu hub a kontaminace nebyla velká,“ říká. „Nyní, když máme kapsy sucha, je na konci vegetačního cyklu kontaminace mnohem vyšší.“
Ibrahima Thiam
Vědci zcela nerozumí složité interakci mezi rostlinou, půdou, houbou a toxinem, která některé rostliny aflatoxinem infikuje a jiné šetří. Vědí však, že vystresovaná rostlina je stejně jako vystresovaný člověk náchylnější k nemocem a houbové kontaminaci.
Vědci zcela nerozumějí složité interakci rostlina-půda-houba-toxin, která některé rostliny infikuje aflatoxinem a jiné šetří. Vědí však, že stresovaná rostlina, stejně jako stresovaný člověk, je náchylnější k chorobám a plísňové kontaminaci.
„Tyto úrovně stresu se mohou lišit i v rámci jednoho semínka,“ říká Peggy Ozias-Akinsová, genetička rostlin a odbornice na podzemnici olejnou na univerzitě v Georgii. „Mohly by existovat určité buňky, které by byly vystaveny většímu stresu než jiné buňky. Nebo určitě v rámci určité rostliny mohou být některé lusky více stresované než jiné lusky. Jde tedy o velmi nejednotný typ reakce.“
Ozias-Akins říká, že v průběhu staletí si lidé vybírali semena podzemnice olejné pro určité vlastnosti – větší semena nebo snáze otevíratelné skořápky či rychlejší růst. Přitom však o některé věci přišli, například o geny pro odolnost vůči chorobám, které se stále vyskytují u divokých předků arašídů. Její laboratoř spolupracuje s Foncékou a Fayem v rámci projektu Peanut and Mycotoxin Innovation Lab financovaného americkou Agenturou pro mezinárodní rozvoj. Doufají, že se jim podaří identifikovat geny a mechanismy zodpovědné za odolnost vůči aflatoxinům.
Neřešení GMO
Vytvoření osiva odolného vůči aflatoxinům není jednoduché. Rezistence by mohla znamenat vzkříšení odolnosti předků arašídů vůči suchu; nebo by to mohla být rostlina s talentem odpuzovat brouky; nebo by mohla být nalezena nabouráním imunitního systému rostliny pomocí mechanismů, kterým vědci teprve začínají rozumět.
V Národní laboratoři pro výzkum arašídů amerického ministerstva zemědělství v Georgii pracuje rostlinná patoložka Renee Ariasová ve své laboratoři na technice, která se zaměřuje na aflatoxin a jeho kontrolu na buněčné úrovni. Její tým vezme malé kousky genů Aspergillus, které dávají houbě instrukce, jak aflatoxin vyrábět, a vloží je do arašídů.
„Když si to rostlina přečte a neví, odkud to pochází, řekne si jen: ‚Ach, to je nebezpečné,'“ vysvětluje Ariasová. A zničí geny v houbě, čímž rostlinu účinně imunizuje proti aflatoxinu. První výsledky jsou povzbudivé; technika snížila kontaminaci aflatoxiny o 74 až 100 procent.
Výsledný podzemnice olejná by však byla transgenní – měla by geny z více druhů – což znamená, že by nesla označení označující genetickou modifikaci. A to je podle Ariase problém. I kdyby tyto nové arašídy dokázaly odolat toxinům houby Aspergillus, není jasné, zda by přežily toxický postoj vůči GMO v některých zemích. V Africe pouze tři z 54 zemí kontinentu povolují zemědělcům komerční pěstování GMO plodin. Senegal GMO stále omezuje, ačkoli vládní národní výbor pro biotechnologie pracuje na možném uvolnění omezení pro tyto druhy plodin, o nichž vědci tvrdí, že jsou bezpečné.
Změna však nepřichází rychle a Arias říká, že nechce dolaďovat technologii, kterou bude příliš těžké komerčně využít.
„Dokud všichni nepřijmou transgeniku – což já osobně dělám na těchto věcech přes 20 let a nevidím žádný problém v použití biotechnologie – zkoumáme i alternativy,“ říká Ariasová.
Její laboratoř zkoumá netransgenní způsoby, jak vyvolat podobnou reakci. Jednou z možností je např: stimulující antimikrobiální látky zvané fytoalexiny, které zdravé rostliny podzemnice olejné produkují, aby zastavily nebo zpomalily růst plísní. O podrobnostech však mlčí. „Nechceme, aby nám to někdo vyčetl,“ říká. Výzkum je zatím v počátečním stádiu.
Vysévání houby
Konec dlouhého období sucha zastihuje senegalský venkov v očekávání. Období dešťů může debutovat někdy v červnu dráždivým deštěm nebo rychle se šířící smrští, která se prodere krajinou a promění písek v bahno. Skutečné deště však začínají v červenci, kdy se bouře za bouří prohání otevřenými pláněmi, smývá prach ze vzduchu a pak se stočí do otevřených vod Atlantského oceánu. Přijdou periodické deště:
A přesto téměř stejně často přestane pršet, a to nejen na den nebo dva, ale i na několik dní v kuse. Horko a vlhko – hlavní podmínky kontaminace – řádí, a tak riziko vzniku aflatoxinů zůstává vysoké.
To je jeden z důvodů, proč Lamine Senghor, rostlinný patolog z oddělení ochrany vegetace senegalského ministerstva zemědělství (DPV), říká, že ačkoli by osivo odolné vůči aflatoxinům mohlo být užitečné, už ho nebaví čekat. „V ISRA se tímto výzkumem zabývají už dlouho, dlouho, a nikdy tento problém nevyřešili,“ říká Senghor. „Nemůžeme čekat pět nebo deset let.“
Na místo toho přijal s DPV jiné řešení. Ujali se vedení výzkumu a zavádění ošetření půdy s názvem Aflasafe. Když zemědělci rozetřou na svých polích přípravek Aflasafe, vnesou na pole kmenAspergillus flavus, který aflatoxin neprodukuje.
„Houba se rozšíří do celého prostředí a půjde obsadit všechny zdroje potravy, které by normálně obsadil Aspergillus flavus,“ říká Ranajit Bandyopadhyay. Je vedoucím rostlinným patologem Mezinárodního institutu tropického zemědělství (IITA) v Nigérii a jedním z vývojářů přípravku Aflasafe. Přirovnává ji k probiotiku pro půdu – i kdyby se na arašídech před sklizní objevila plíseň, nebude schopna produkovat aflatoxin. Polní testy IITA ukazují, že přípravek dokáže za určitých podmínek snížit množství aflatoxinu přibližně o 80 %.
To zní jako dokonalé řešení, ale jiní výzkumníci varují, že takové techniky biologické kontroly nejsou všelékem. Výzkum podobných produktů v USA ukázal, že pokud nastane intenzivní období sucha, bezpečný kmen Aspergillus nemusí být schopen překonat formy produkující toxin.
A Aflasafe se v Senegalu potýká se zásadním problémem. Budou drobní zemědělci, kteří jsou sotva schopni nebo ochotni platit za hnojiva nebo pesticidy, platit za produkt, který má zabránit kontaminaci aflatoxiny, když málokdo vůbec věří, že to existuje?
Zpět v Méckhé zvažuje Ndiakhate Fall, který pomáhá řídit místní organizaci zemědělců.
„Bude to těžké,“ říká. Jeho členové by však mohli investovat do biologické kontroly a osiva odolného vůči aflatoxinům, kdyby věděli, že budou moci prodávat své arašídy za vyšší cenu. Možná.
Doby arašídového boomu v Méckhé jsou pryč; vlak s arašídy už nejezdí a mnoho pěstitelů arašídů také odešlo, protože období sucha jsou často příliš dlouhá a deště příliš krátké. „Někteří se během období dešťů vracejí, ale jiní ne,“ říká Fall. Zůstali jen velmi staří nebo velmi mladí – spolu s vědci zde i po celém světě, kteří se snaží najít řešení. A čekají.