Poklad ukrytý v zemi: Půdní mikroorganismy svědčí nejen rostlinám, ale i člověku

18.03.2020 - Daphne Millerová a Jinshan Hongová a Shirley Zhaoová

Zdravá půda se jen hemží mikroorganismy, které pomáhají rostlinám růst a mimo jiné rozkládají nejrůznější znečištění. Nově se však ukazuje, že obyvatelé zeminy umějí například i přeprogramovat lidskou imunitu

<p>Zatímco většina vědců testuje kvalitu půdy pomocí drahých zařízení, Bill Robertson zakopává do země bavlněné spodky.</p>

Zatímco většina vědců testuje kvalitu půdy pomocí drahých zařízení, Bill Robertson zakopává do země bavlněné spodky.


Reklama

Když chce Bill Robertson odhadnout, jak „zdravé“ je pole, nesáhne po žádném drahém měřicím přístroji. Místo toho vytáhne z batohu bavlněné spodky. „Testu přezdívám ‚podělané trenky‘,“ vypráví Robertson, který se na University of Arkansas zabývá výzkumem půdy, a dodává, že prádlo zakope tak, aby guma trčela ven – takže až se k němu po pěti týdnech vrátí, aby ho vyhrabal, snadno jej najde. „Bakterie, plísně a hlístice se živí celulózou, která tvoří hlavní složku bavlněných spodků. Pokud je v půdě živo, trenky se po pěti týdnech rozpadnou jako rozmočené noviny,“ vysvětluje vědec. Jestliže však zem zdravá není, vykope sice špinavé, ale nijak zvlášť poničené prádlo. 

Podle Robertsona vnímali experti na zemědělství půdu až donedávna pouze jako prostředí, v němž se vyskytují minerály a kde rostou rostliny. Nicméně tytéž technologie, díky kterým jsme lépe porozuměli bakteriím a houbám lidského mikrobiomu (viz Buněčné přečíslení), nám v současnosti pomohly odhalit také mnohá zlomová tajemství zeminy. Nově například víme, že stejné organismy, jež umějí doslova sežrat bavlněné trenky, hrají v půdě klíčovou roli v boji proti erozi, pomáhají zadržovat vodu a mimo jiné rozkládají různá znečištění. Zdaleka největší objev ohledně půdních mikroorganismů však tkví v tom, že nejen zvyšují nutriční kvalitu plodin, ale dokážou i komunikovat s našimi buňkami a přímo tak ovlivňovat lidské zdraví. 

Rozhovor s buňkami

„Vědci byli dlouho posedlí myšlenkou, že se v půdě nacházejí věci, které se nás pokoušejí zabít,“ tvrdí Rob Knight na University of California, jenž se zabývá studiem mikrobů žijících v zemině i v našich tělech. Z mnoha příčin, které půdě „zajišťovaly“ špatnou pověst, zmínil například tetanus způsobovaný bakteriemi Clostridium tetani. Poslední dobou však badatelé začali podle Knighta obracet a hledají způsoby, jak by nám půdní mikrobi mohli pomáhat. 

Jako příklad uvedl bakterii Mycobacterium vaccae, poprvé objevenou na břehu ugandského jezera Kyoga v 70. letech 20. století. Výzkumníci z University of Colorado Boulder pak zjistili, že zmíněný mikroorganismus dovede u laboratorních myší ovlivnit funkci imunitního systému, a dokonce mění jejich náladu. Podobné experimenty se sice ještě neuskutečnily na lidech; přesto existuje hypotéza, že se Mycobacterium vaccae spolu s mnoha dalšími půdními mikroorganismy vyvíjela po boku živočichů, a dovede tak s našimi těly komunikovat na buněčné úrovni. 

Čistota není vše

Donata Vercelliová se na University of Arizona zabývá buněčnou i molekulární medicínou a rovněž studuje cesty, jakými dávní mikrobi ovlivnili naše zdraví. O problematiku se začala zajímat zhruba před deseti lety, když zjistila, že německá mládež žijící na farmách trpí alergiemi méně než vrstevníci z měst. „Ukazuje se, že děti na farmě vyrůstají v prostředí plném mikrobů – těch správných mikrobů, s nimiž se náš imunitní systém v průběhu evoluce naučil spolupracovat,“ vysvětluje badatelka. A dodává, že půdní mikrobi spolu s těmi obývajícími těla zvířat ovlivňují způsob, jak dítě reaguje na alergeny. Pomyslné naprogramování imunitního systému zřejmě začíná již v děloze a naši obranyschopnost formuje ještě během prvních let života. 

TIP: „Chytrá zemina“ vytvořená z bakterií by mohla chránit budovy před zřícením

Půdní mikroorganismy pomáhají regulovat odezvu imunitního systému. A hrají také významnou roli v tom, jak výživné bude naše jídlo. „Po staletí žili lidé s představou takzvané dobré země,“ tvrdí Jenny Kao-Kniffinová, jež se na Cornell University věnuje studiu rostlin a specializuje se na podzemní interakci mezi mikroby a kořeny. „Tímto směrem by se v budoucnu mohla vydat věda zabývající se výživou,“ dodává. Vysvětluje přitom, že rostliny vylučují do půdy látky, jimiž se mikrobi krmí. Výměnou za výživu jim pak pomáhají vstřebávat nezbytné prvky jako dusík a také pro ně vyrábějí řadu chemikálií z kategorie fytonutrientů a antioxidantů. Zmíněné látky chrání rostliny před škůdci a dalšími stresory. Zelenina i ovoce díky nim navíc získávají barvu, vůni i chuť. 

Zdravá půda plná erga

Většinu své kariéry věnoval Robert Beelman z Pennsylvania State University zkoumání a kvantifikaci antioxidantů v rostlinách. Nedávno se ovšem rozhodl svou studii zabývající se nutričními látkami rozšířit o půdu. „Všichni tvrdíme, že zdravá půda rovná se zdraví lidé. Pravda je však taková, že k uvedenému výroku nemáme moc důkazů, a v této oblasti proto musí proběhnout víc výzkumů,“ objasňuje.

„Zamyslel jsem se nad otázkou, zda moderní zemědělské praktiky náhodou nelikvidují populace bakterií a hub v zemině do té míry, že vypěstovaná zelenina či ovoce přicházejí o nutriční hodnotu,“ vysvětluje Beelman. Aby nalezl odpověď, zaměřil se na antioxidant l-ergothioneine, přezdívaný „ergo“. Produkují ho podzemní houby, mikrobi i nadzemní rostliny (třeba oves) a zároveň blahodárně působí na lidské tělo: Pokud se jej člověku nedostává, může trpět nadýmáním, nebo i předčasným stárnutím. 

Pole orná a válečná

Beelman spojil síly s výzkumným centrem zemědělství Rodale Institute v Kutztownu a rozhodl se pátrat po stopách erga – od pole až na talíř. Nejprve na různá místa s odlišným obděláváním nasadil oves, načež se sklizené zrno analyzovalo v laboratoři. „Ukázalo se, že největší rozdíly v naměřených hodnotách erga způsobila změna orby,“ vysvětluje Beelman. Oves rostoucí v půdě, jež neměla zmíněným postupem porušenou svrchní vrstvu, obsahoval o 25 % víc antioxidantu. Za nepoměrem stojí podle badatele skutečnost, že orání poškozuje půdní sítě bakterií a hub. Do budoucna proto doporučuje neorat vůbec, nebo jen velmi opatrně.

TIP: Alergie mýtů zbavené: 5 nejčastějších omylů a pověr spojených s alergiemi

Jelikož věda spojila lidské zdraví se zeminou, nepřekvapí, že se již na trhu objevují probiotika s půdními mikroorganismy. Podle Vercelliové je však prodej takových produktů velmi předčasný – badatelé teprve začínají chápat, jak miniaturní organismy v zemině spolupracují na ovlivňování okolí. Zároveň si není jistá směrem, jímž se ubírají některé studie: „Objevuje se tendence hledat jednotlivé mikroby zodpovídající za tohle či tamto. Podle mě se však nejedná o realistický přístup. Mikrobi totiž žijí ve společenstvech a celý život spolupracují.“ Probíhající studie proto Roba Knighta inspirovaly k pokusům o uložení vzorků velmi starých půd podobně, jako skladujeme semena vzácných rostlin. Dávné mikroby bychom tak mohli využít k vlastní ochraně snad někdy v budoucnu, až jim lépe porozumíme.

Buněčné přečíslení

Tzv. lidský mikrobiom sestává ze všech mikroskopických organismů, které přebývají v našem těle. Jedná se o bakterie, houby, viry a také o skupiny protista a archea. Některé z uvedených živých forem se v našich útrobách vyskytují bez jakéhokoliv vlivu – ať už kladného, či záporného. Jiné se pojí s vnitřními procesy: Bakterie či kvasinky střevní mikroflóry například pomáhají zpracovávat potravu. Ačkoliv o funkci většiny mikroorganismů v našem těle příliš nevíme, odhaduje se, že lidský mikrobiom tvoří až desetkrát víc buněk než celou tělesnou schránku člověka.


Pomáhají a chrání?

Jak název napovídá, antioxidanty omezují aktivitu kyslíku a tím proces oxidace. V potravinářském průmyslu se využívají například ke konzervaci – rostlinný olej chrání před žluknutím apod. Při konzumaci však mají také pozitivní vliv na lidské zdraví: Snižují například pravděpodobnost vzniku chorob oběhové soustavy a dřív se rovněž tvrdilo, že pomáhají předcházet rakovinnému bujení. V posledních letech se však stále hlasitěji ozývají hlasy vědců, podle jejichž experimentů antioxidanty naopak urychlují vznik metastáz melanomů nebo zvyšují riziko rakoviny tlustého střeva. Konečný verdikt tak věda stále hledá.  

Reklama

Další články v sekci

Reklama

Reklama

Aktuální články

V roce 1923 zvítězil italský jezdec Ugo Sivocci s vozem Alfa Romeo v legendárním závodě Targa Florio. 

Zajímavosti

Petriho miska se štetičkovcem Penicillium chrysogenum, z něhož byl poprvé izolován penicilin.

Věda

Pro meč až do Francie

Anna Boleynová (1501–1536)

Anna Boleynová neměla na muže zrovna štěstí. A coby druhá manželka Jindřicha VIII. si zrovna nepolepšila. Rodit mužské potomky se jí pohříchu nedařilo. Na první pokus přivedla na svět „jen“ budoucí královnu Alžbětu I., poté následovaly tři potraty. V té době asi nebyla ta nejpříjemnější společnice. Navíc nepřátel měla vždy víc než dost. Nařčení z toho, že je králi nevěrná a za jeho zády kuje pikle, na sebe nenechalo dlouho čekat. Nebo se Jindřich prostě jen zakoukal do Jany Seymourové a potřeboval jí udělat po svém boku místo? V roce 1536 je Anna obviněna z velezrady (a pro jistotu také z cizoložství, incestu a čarodějnictví) a putuje do vězení v Toweru.

Dál už je to prosté. Jako čarodějnice by měla správně být upálena na hranici, ale to si její bývalý manžel nepřeje. Dokonce vyslyší její poněkud neobvyklou prosbu, a to aby byla sťata mečem. V Anglii se tehdy bez výjimky popravuje sekyrou. Jindřich VIII. milostivě odloží výkon o celé dva dny, než z Calais dorazí mistr dlouhého meče. Samotný průběh je překvapující. Dalo by se čekat, že Anna řekne králi v poslední chvíli něco peprného. Proto se tu také tísní davy. Místo toho ale vyzve všechny přihlížející, aby se s ní naposledy pomodlili. A pak už se jde na věc. Lidé tehdy odcházejí z popravy rozčarováni: ta překrásná a do poslední chvíle pokorná světice měla být nehodnou čarodějnicí? Něco tu evidentně nesedí…

Historie
Revue
Vesmír

Americký náklaďák GMC CCKW-353 

Válka

Nové časopisy Extra Publishing

RSSInzerceO serveru (Redakce)Partnerské weby
© Extra Publishing, s. r. o. 2007–2011. ISSN 1804-9907