Je to pradávný paradox, starý jako sám život. Zelené rostliny potřebují k důstojnému životu dusík, obvykle hodně dusíku. O zemědělských plodinách, na nichž visí naše existence, ani nemluvě. Podstatná část starostí o životodárnou sklizeň spočívá v zajišťování nezbytného dusíku. Přitom ale pozemské rostliny žijí v atmosféře, která je dusíkem doslova nacpaná. Je to doopravdy k vzteku. Dusík je všude kolem nás, topíme se v něm a přitom je velice nedostatkovým zbožím. Vtip je v tom, že atmosférický dusík je pro většinu organismů zcela nedobytný. Jeho molekuly ze dvou atomů dusíku jsou tak pevné, tak nezdolné, že je dovede rozbít jedině mocná síla z prastarého světa, která si nezadá s tolkienovskou magií. Atmosférický dusík dovedou využít jedině bakteriální fixátoři dusíku, vyzbrojení k tomuto účelu bizarním nástrojem – enzymem nitrogenázou. Bakterie fixující dusík mohou žít na volné noze a starat se samy o sebe. Někdy bývají v rostlinných pletivech a tam spolupracují s hostitelem, jako například rhizobia s bobovitými rostlinami. Co kdyby ale mohly být uvnitř prakticky každé buňky kořenů běžných zemědělských plodin?
Na první pohled velmi neobvyklý koncept se už ve skutečnosti blíží ke komerčnímu využití. Edward Cocking, šéf Centra pro fixaci dusíku zemědělských plodin na Univerzitě v Nottinghamu, nedávno ohlásil převratnou technologii, která má potenciál změnit tvář globálního zemědělství. S kolegy vyvinul metodu, jak dostat bakteriální lapače dusíku přímo dovnitř buněk kořenů rostlin. Zásadním prvkem Cockingovy technologie je pozoruhodný typ bakterií fixujících dusík, před pár lety objevený v cukrové třtině. Podle Cockinga tyto bakterie mohou úspěšně kolonizovat buňky všech hlavních plodin a tím jim zajistit velkolepý přísun dusíku, který pokryje až 60 procent spotřeby rostliny. Vnitrobuněční fixátoři dusíku se u rostlin občas vyskytují už teď, Cocking a spol. zřejmě přišli na způsob, jak jimi osídlit významné množství buněk u řady druhů plodin.
Cocking jako přední expert na dusík ve vztahu k rostlinám velmi dobře věděl o nutnosti omezit doposud nezbytné intenzivní hnojení dusíkatými hnojivy. Je drahé a velice zatěžuje okolí. V poslední době se nápadně zvyšuje naše závislost na syntetických dusíkatých hnojivech vyráběných z fosilních paliv, jejichž přívětivost vůči prostředí si asi každý dovede představit. Nedávná studie odhaduje, že znečištění dusíkem přináší jen v Evropě ztráty ve výši 60 až 280 miliard liber ročně. Cockingova technologie přezdívaná jako N-Fix by mohla zvrátit situaci v náš prospěch. Jak je v dnešní době bohužel přízračné, Cocking musí vyzdvihovat, že technologie N-Fix není genetickou modifikací ani bioinženýrstvím, jako by to mělo být něco prašivého. Navíc to zřejmě není tak úplně pravda, ale pro komerční úspěch v zastydlé Evropě to bude nezbytné.
N-Fix vypadá tak, že se semena zemědělských plodin obalí v substanci, která obsahuje dotyčné bakterie. Bakterie by pak měly proniknout do buněk rostoucích plodin. O bližších detailech Cocking a jeho lidé příliš nemluví. Není divu, pokud se N-Fix prosadí na globálním zemědělském trhu a bude fungovat, jak si představují jeho tvůrci, tak nejspíš půjde o fantastické peníze. Univerzita v Nottinghamu poskytla licenci na N-Fix společnosti Azotic Technologies, která by měla N-Fix dotáhnout a nabídnout na globálním trhu. Kromě nadšení je pochopitelně na místě i obezřetnost, velký zásah do světového zemědělství je nejprve nutné promyslet a vyzkoušet. Laboratorní testy prozatím ukazují, že N-Fix funguje u řady zemědělských plodin a teď se čeká na výsledky terénních experimentů. Možná máme nakročeno na zásadní revoluci v zemědělství. N-Fix by měl být komerčně dostupný do dvou až tří let.
Převratná technologie hnojení plodin vnitrobuněčnými symbiotickými bakteriemi N-Fix zaujala i specialistku na půdní mikrobiologii a ekologii Danu Elhottovou z Oddělení půdní mikrobiologie a půdní chemie Ústavu půdní biologie Biologického centra Akademie věd v Českých Budějovicích. Podle ní by klíčovým mikroorganismem technologie N-Fix mohla být alfaproteobakterie Gluconacetobacter diazotrophicus anebo jiný blízce příbuzný druh. Elhottová vnímá objev jako zajímavý v mnoha směrech a bude jistě přínosné ho sledovat i nadále.
Literatura
University of Nottingham News 25.7. 2013, Wikipedia (Nitrogen fixation).