Může to kapradina, která ochlazovala planetu, udělat znovu?“

Před padesáti pěti miliony let, kdy se Země podle vědců nacházela ve stavu blízkém rozpadu a nebezpečně se přehřívala vlivem skleníkových plynů, byl Severní ledový oceán také zcela jiným místem. Bylo to velké jezero, které s většími oceány spojoval jeden primární otvor: Turgayovo moře.

Když se tento kanál před téměř 50 miliony let uzavřel nebo byl zablokován, stala se uzavřená vodní plocha ideálním prostředím pro drobnolistou kapradinu zvanou Azolla. Představte si Arktidu jako dnešní Mrtvé moře: Bylo to horké jezero, které se rozvrstvilo a trpělo nedostatkem výměny s vnějšími vodami. To znamenalo, že jeho vody byly nabité nadbytkem živin.

Azolla využila hojnost dusíku a oxidu uhličitého, dvou svých oblíbených potravin, a dařilo se jí. Velké populace vytvářely husté rohože, které pokrývaly hladinu jezera. Když se v důsledku měnícího se klimatu zvýšily srážky, poskytly záplavy Azolle tenkou vrstvu sladké vody, která se plazila ven, na části okolních kontinentů.

Azolla takto kvetla a odumírala v cyklech po dobu zhruba 1 milionu let, přičemž pokaždé položila další vrstvu tlusté pokrývky sedimentu, který byl nakonec nalezen v roce 2004 expedicí Arctic Coring Expedition.

Skutečnost, že kapradina potřebuje ke svému růstu jen něco málo přes centimetr vody pod sebou, způsobuje, že se celý scénář zdá být v rámci možností v pořádku – tedy dokud se nedozvíte, kolik uhlíku tato po oxidu uhličitém hladová rostlina za ten milion let vysála.

„Přibližně polovinu v té době dostupného CO2,“ řekl Jonathan Bujak, který se jako palynolog zabývá studiem prachu a jemných rostlinných částic. „Hladina klesla z 2500 až 3500 na 1500 až 1600 ppm. „*

Přestože zůstává nejasné, co ukončilo věk Azolla, v následujících 49 milionech let se Země dostala do cyklu, který přinesl ještě drastičtější pokles hladiny CO2.

Jižní kontinenty se rozpadly, a jak se Jižní Amerika a Indie stěhovaly na sever, Antarktida se stala izolovanou a stále chladnější, pohlcovala více CO2 a vytvářela efekt studeného vzduchu podobný dopravníkovému pásu, který udržoval led. Jakmile zhruba před 2,6 miliony let klesla koncentrace CO2 v atmosféře pod 600 ppm, což je jen o 200 ppm méně, než se odhaduje v současnosti.

Začaly cyklické doby ledové, které se střídaly po 100 000 letech mohutného zalednění a následovaly 10 000leté přestávky. V polovině 18. století byla hladina CO2 na úrovni 280 ppm.

Nalézt moderní využití pro heroickou rostlinu
„Co je opravdu nepochopitelné,“ řekl Bujak, „je to, že předchozí proces ochlazování naší planety a poklesu CO2 trval 50 milionů let. Nyní můžeme tento proces zvrátit během několika století.“

To, co je známo o skutečném vnitřním fungování Azolly, může stále jen klouzat po povrchu, ale lidé po celém světě, jako Kathleen Pryerová, profesorka z Dukeovy univerzity, která crowdfundingově financuje genom kapradiny, pokračují v hledání kreativních způsobů, jak prozkoumat její možnosti. Alan Marshall, bývalý radiolog žijící v australské Tasmánii, je jen jedním z příkladů občanských vědců, kteří věří, že Azolla může pomoci planetě dosáhnout lepší rovnováhy.

Po dvouletém působení jako dobrovolný lékařský radiolog ve východní Africe si Marshall začal uvědomovat, že technologický pokrok není vždy nejlepší dosáhnout za cenu velkých nákladů. Začal hledat způsoby, jak využít to, čemu říká alternativní, vhodné technologie.

„“Alternativní“ znamená, že místo průmyslové, drahé technologie, která může být dostupná pouze tam, kde máte obslužný personál, použijete jednodušší, místně dostupné prostředky k provedení stejné práce,“ řekl Marshall. „Vhodné“ bere v úvahu to, co místní lidé přijmou z hlediska svých potřeb, tradičních a náboženských názorů, technické zdatnosti atd.“

Marshall hledal metodu, jak upravit šedou vodu ze svého domu, tedy vodu z umyvadla nebo vany, aby ji mohl použít na své zahrady, když narazil na Azollu.

„Při návštěvě sousedovy zahrady jsem si všiml narůžovělého plevele rostoucího na hladině jejího jezírka, vzal jsem si vzorek domů a vyhledal ho na internetu,“ řekl Marshall. „Když jsem zjistil, že se jedná o druh Azolla a že dokáže z vody odstraňovat fosfáty a dusík, měl jsem pocit, že by mi mohla pomoci.“

Začal s Azollou experimentovat jako se součástí filtračního systému a o svém projektu psal blog s dalšími nadšenci do Azolly a alternativních technologií. Marshall nyní přišel s třídílným filtračním systémem, který je účinný při odstraňování zápachu ze šedé vody, ale ne při odstraňování patogenů a virů.

Podle něj je vývoj těchto typů malých, snadno ovladatelných mechanismů ideální jako alternativní technologie, ale mohl by být také rozšířen pro použití ve větších systémech. Proto jsou podle něj v této oblasti skutečně zapotřebí odborníci, kteří by do ní vstoupili a řídili další práci.

Snězte si azolku. Je to pro vás dobré
Do experimentování s jedlým aspektem azolly se pustili i další lidé, včetně Andrewa Bujaka, šéfkuchaře a syna Jonathana Bujaka. Andrew Bujak ji pěstuje ve svém domě v Kanadě. Původně se zajímal o koncept slow food, italské hnutí, které vzniklo jako opozice vůči rostoucímu vlivu řetězců rychlého občerstvení, jako je McDonald’s Corp. a Bujak v něm viděl osobní využití azolly.

„Uvědomil jsem si, že je to nejen dobrý zdroj potravy, protože je výživná a prakticky bez chuti, ale že ji může pěstovat kdokoli v podstatě kdekoli na světě. Dá se poměrně snadno sehnat, ať už na internetu, nebo v obchodech s akvárii. Stačí přidat vodu, a to doslova,“ řekl Bujak se smíchem. Když byl Bujak požádán, aby popsal chuť kapradiny, přirovnal ji ke stéblu trávy.

Azolla roste nejen v Kanadě, ale téměř všude na světě, řekl Bujak, takže se přirozeně přizpůsobila mnoha různým oblastem a klimatickým podmínkám. Díky tomu ji lidé mohou jednoduše sebrat a použít.

„Možná jste drobný zemědělec v Albertě a chcete snížit náklady a zanechat menší uhlíkovou stopu,“ řekl Bujak. „Pěstujte Azollu a bum, nyní máte cenné hnojivo, zdroj potravy pro hospodářská zvířata a něco k jídlu pro sebe.“

Dodal, že Azolla by také mohla být superpotravinou budoucnosti, a to jak díky své výživnosti, tak díky tomu, jak málo půdy vyžaduje.

„I kdybychom ji pěstovali jako plodinu, neplýtvali bychom další ornou půdou. Jednoduše by se přidala do stávajících systémů, jako se nyní používá v bohatých rýžových plantážích,“ řekl Bujak. „V podmínkách, kdy je prostor pro pěstování potravin velmi omezený, nabízí Azolla mnoho výživných látek na malém prostoru. Pracuje se dokonce na jejím využití ve vesmíru!“

Bujak uvedl, že jeho dalším projektem je obnovit pomocí kapradiny nori, lisované sušené listy mořských řas. V současné době se azolla může prodávat v Kanadě jako nutraceutikum v kapslích a prášku s tvrzením o antioxidačních a obecně prospěšných účincích na zdraví, ale ve Spojených státech zatím nebyla schválena. Bujak naznačil, že vzhledem k výsledkům kapradiny pravděpodobně nebude trvat dlouho, než bude Azolla schválena i za hranicemi.

„Tato rostlina je tak neuvěřitelná na všech úrovních,“ řekl. „Nepřekvapilo by mě téměř nic, o čem bychom zjistili, že je toho schopna.“

Čína začíná být kapradinám nakloněna
Před dvěma týdny Pekingský institut genomiky neboli BGI, vlastník nejmodernějších sekvenačních platforem na světě, souhlasil, že se ujme Pryerova projektu a bude financovat mapování genomu Azolly. Již za rok by se záhady minulosti kapradiny a plné využití pro budoucnost mohly stát volně přístupnými daty.

Gane Ka-Shu Wong, jeden ze zakladatelů BGI, který také vyučuje na kanadské University of Alberta, řekl, že neortodoxní původ skupiny v některých ohledech odpovídá Pryerovu schématu. Při práci na projektu lidského genomu na konci 90. let měl Wong pocit, že se vědecký proces příliš institucionalizoval.

„Systém odměňování v typické vládní nebo univerzitní laboratoři je příliš zaměřen na jednotlivce, nikoli na tým,“ řekl Wong. Svázán s dalšími vědci, kteří to cítili podobně, hledal Wong místo, kde by jim otevřel dveře.

„Rozhodli jsme se, že pokud chceme tuto kulturu změnit, musíme jít na místo, kde v té době prakticky nemáme konkurenci,“ řekl Wong. „V devadesátých letech bylo jedno místo velmi, velmi odlišné od toho dnešního – tím místem byla Čína.“

S vědomím, že lidský genom bude brzy rozlousknut, tým rychle založil obchod v zámoří. K velkému šoku svých kolegů se jim podařilo dokončit svůj jednoprocentní příspěvek k projektu včas.

„Nyní jsme dokázali, že to dokážeme, a tak jsme se rychle rozšířili. Začala se o nás zajímat vláda, začaly se o nás zajímat soukromé společnosti a najednou jsme byli obrovští,“ řekl Wong.

Společnost, která nyní kromě dodávek nemocničních testů a spotřebního materiálu nabízí celou řadu dalších biologických služeb, začala brzy dosahovat zisku.

„Začali jsme využívat peníze z komerčních projektů k financování toho, čemu říkáme ‚zábavná věda‘,“ řekl Wong s odkazem na projekty, které vědce oslovují jen proto, že odpovídají na nějakou otázku a nemusí nutně plnit ekonomickou funkci.

„Podstatou je, že jsme parta vědců, kteří rádi dělají vědu a chtějí se tím živit. Zatím se nám to docela daří,“ řekl Wong. „Naším cílem je dostat tyto informace ven, aby k nim mělo přístup co nejvíce lidí.“

BGI se také zaměří na odhalení složitého vztahu mezi Azolla a sinicemi, které jsou jejími blízkými průvodci na cestách, což BGI rovněž považuje za klíčové pro budoucí využití kapradiny a rozšíření jejího studia.

Další vědci, kteří se azolou zabývají již desítky let, jsou touto zprávou nadšeni.

Bohatství před plevelem?“
„Díky těmto poznatkům budeme mít nad azolou kontrolu, jakou jsme dosud neměli,“ řekl Francisco Carrapico z Lisabonské univerzity. „Můžeme zvýšit sekvestraci uhlíku a fixaci dusíku nebo předat vlastnosti Azolly jiným rostlinám. Dokonce jsme v Azolle našli chemické látky, které zastavují dělení buněk. Otázkou téměř zůstává, co najdeme, co Azolla nedokáže.“

Pásovec má jednu nevýhodu, která mu v některých částech Evropy vynesla ošklivou pověst a v Severní Americe označení za plevel. Azolla, stejně jako většina řas, může vytvářet masivní květy, jako tomu bylo před 49 miliony let v Arktidě, které udusily život pod ní.

I v těchto případech však, jak tvrdí Jonathan Bujak, „je květ příznakem“, obvykle způsobeným vysokým obsahem dusíku.

Přestože Pryerová řekla, že její motivace ke snaze o Azollu byly především akademické, určitě vidí potenciál, aby kolem Azolly v budoucnu vyrostl rizikový kapitalismus.

„Chtěli jsme genom pro lidi, od lidí,“ řekla Pryerová se smíchem. Jiní si však myslí, že z Pryerovy práce lze vytěžit i něco jiného než jen akademickou výuku, environmentální aplikace nebo průmyslové využití.

„Díky Azolle jsem si uvědomil, že věci v životě jsou úplně jiné, než jak nás učí,“ řekl Carrapico. „Život je jako internet: Všechno je neviditelně propojené, ale my na to často zapomínáme. Nevidíme, jak se navzájem ovlivňujeme. Můžeme se na tyto souvislosti podívat a prostřednictvím biologie investovat do změn, které zlepší svět, který po sobě zanecháme.“

Snahy o financování dalšího výzkumu končí ve středu, ale určitě to nebude poslední kapitola ságy o azolce, příběhu, který začal dávno před tím, než planetu obývali lidé, a pravděpodobně bude pokračovat ještě dlouho po našem odchodu.
*Oprava (7/16/14):

Přetištěno z Climatewire se souhlasem Environment & Energy Publishing, LLC. www.eenews.net, 202-628-6500

.