Teosinte - starszy krewniak czy groźny chwast w kukurydzy?
Na polach Europy Zachodniej nasila się problem zachwaszczenia kukurydzy nowym chwastem - teosinte. Najgorsze jest to, że łatwo krzyżuje się z kukurydzą, w tym z genetycznie zmodyfikowaną odmianą MON810. Problemy mają już rolnicy w Hiszpanii, Portugalii, Francji i we Włoszech.
Wszystkie gatunki roślin uprawnych pochodzą od form dzikich, z których niejednokrotnie przez tysiąclecia człowiek w mniej lub bardziej świadomy sposób selekcjonował najlepsze osobniki, uzyskując w efekcie odmiany przydatne do uprawy rolniczej. Najczęściej takie formy dzikie występują dość powszechnie w rejonach skąd dany gatunek pochodzi, niejednokrotnie zachwaszczając uprawy swoich rolniczych krewniaków. Dobrym przykładem jest tu owies głuchy, który zachwaszczając łan owsa uprawnego stanowi poważny problem.
W przypadku kukurydzy, naukowcy bardzo długo nie mogli znaleźć jej dzikiego odpowiednika, czy też przodka, ponieważ nigdzie na terenach skąd pochodzi kukurydza, nie można było znaleźć osobników dziko żyjących i choćby tylko trochę do kukurydzy podobnych. Sprawy nie ułatwiały też znaleziska archeologiczne pochodzące nawet sprzed ok. 10 000 lat, potwierdzające zupełną odrębność kukurydzy jako rośliny rolniczej, bez dzikich odpowiedników w środowisku naturalnym. Ponadto o powodzeniu uprawy i prawidłowym rozwoju kukurydzy decyduje szereg czynności agrotechnicznych wykonywanych jedynie przez człowieka, co oznacza, że kukurydza przypadkowo pozostawiona sama sobie, nie rozprzestrzeni się w stanie dzikim, na przykład w formie samosiewów.
Kukurydza. 27 nowych odmian
Dopiero w latach trzydziestych XIX wieku udało się zidentyfikować gatunek o bardzo zbliżonym genotypie do kukurydzy. Jest to trawa o nazwie teosinte. Występuje dość powszechnie w regionach skąd pochodzi kukurydza, a więc głównie z Meksyku. Teosinte jest zupełnie niepodobna do kukurydzy. Bardziej przypomina dorodne chwasty prosowate typu chwastnicy jednostronnej lub włośnic. W okresie wschodów pierwszy liść jest bardziej stożkowaty a pierwsze liście są ustawione bardziej pionowo niż u kukurydzy. Dorosła roślina jest zdecydowanie niższa i silnie rozkrzewiona. Wytwarza jednak kwiatostany żeńskie i męskie. Wiechy kwiatów męskich są podobne u obu gatunków. Jednakże kwiatostany żeńskie są już zupełnie inne. U teosinte nie występuje typowa kolba, ziarniaki, których z reguły jest kilka (8-10), ustawione są na osadce w jednym rzędzie. Ziarniaki teosinte kształtem przypominają niewielkie nasiona kukurydzy. Mają z reguły około 0,5 cm szerokości. Są jednak oplewione a grube plewki tworzą coś w rodzaju brunatnej torebki otaczającej ziarniak. W przeciwieństwie do kukurydzy, nasiona teosinte mogą pozostawać w glebie przez kilka lat, a przy tym mogą kiełkować z głębokości przekraczającej nawet 8 cm, stanowiąc potencjalne źródło zachwaszczenia przez co najmniej kilka kolejnych lat.
Co ciekawe i niestety niekorzystne, mimo znacznej różnicy w wyglądzie, czyli pokroju morfologicznym, teosinte pod względem genetycznym bardzo nieznacznie różni się od kukurydzy. Teosinte ma dokładnie taką samą liczbę chromosomów jak kukurydza. Naukowcy potwierdzili całkiem niedawno, stosując najnowsze badania z dziedziny biologii molekularnej i genetyki, że różnice genetyczne między teosinte i kukurydzą dotyczą zaledwie 5 obszarów genomu lub tylko pojedynczych genów (http://learn.genetics.utah.edu/content/selection/corn/).
Odmiany kukurydzy z Niemiec
To niezwykle bliskie podobieństwo genetyczne sprawia, że teosinte tworzy dość łatwo mieszańce z nowoczesnymi odmianami kukurydzy. Mieszańce takie są znacznie bardziej podobne do kukurydzy, a zatem trudniej je zidentyfikować w łanie. Wytwarzają bardzo silny system korzeniowy, osiągający ponad 2,5 m głębokości. Dorosłe rośliny są równie wysokie, lub wyższe niż kukurydza. Liście, odmiennie niż kukurydza, u nasady mają uszka. Łodygi tworzą kilka bocznych rozgałęzień. Kwiatostany męskie – wiechy, są bujniejsze i lepiej rozwinięte niż kukurydzy, natomiast kolby wręcz odwrotnie. Jest ich z reguły 3-4. Kolby te są bardzo małe i niecałkowicie zapełnione ziarnami. Ziarniaki ustawione są w paru rzędach. W rzędzie z reguły jest ich kilka lub kilkanaście. Na ogół jest to 15 lub nieco więcej oplewionych ziarniaków w kolbie.
Mieszańce zachowują zdolność do dalszego rozmnażania w kolejnych latach, stanowiąc potencjalne źródło zachwaszczenia. Wiosenny, początkowy rozwój mieszańców jest szybszy niż kukurydzy. Ponadto podobieństwo siewek różniących się jedynie stopniem zaokrąglenia wierzchołka pierwszego liścia utrudnia prawidłową ocenę zachwaszczenia. Jedynym pewnym sygnałem o zachwaszczeniu pola mieszańcami teosinte są siewki pojawiające się między rzędami. Jednak taki efekt wystąpi dopiero w kolejnych latach uprawy monokulturowej kukurydzy.
Zgodnie z informacjami prasowymi publikowanymi we Francji już w 2013 roku (www.agri79.com/actualites/teosinte-la-teosinte-exige-une-vigilance-touteparticuliere%26fldSearch=arvalis:JFNK3KKU.html) zachwaszczenie kukurydzy mieszańcami teosinte skutkuje około 50-proc. stratą plonu ziarna. Jako główną przyczynę rozprzestrzeniania uznano zanieczyszczenie materiału siewnego już na etapie zbioru na plantacjach nasiennych producentów odmian.
Zwalczanie tego chwastu, jak łatwo sobie wyobrazić nie jest proste. Konieczne jest łączenie metod agrotechnicznych i chemicznych. Podstawową zasadą jest odejście od uprawy monokulturowej, wprowadzanie międzyplonów lub przerw w uprawie kukurydzy. Korzystne efekty zaobserwowano przy zastosowaniu spłycania, czy też upraszczania uprawy i przy jednoczesnym opóźnianiu terminu siewu.
Słoma z kukurydzy. Cenne źródło materii organicznej
Według przedstawicieli IFOAM (International Federation of Organic Agricultural Movements) rozprzestrzenianie mieszańców teosinte w Europie przebiega niezwykle szybko. Pierwsze osobniki zidentyfikowano w 2009 roku. Ostatnio jednak obserwuje się nasilone jego występowanie i szybkie rozprzestrzenianie w Hiszpanii, Portugalii, Francji i we Włoszech. Na przykład w Hiszpanii, w ciągu dość krótkiego czasu, nie przekraczającego pięciu sezonów wegetacyjnych, mieszańce teosinte wystąpiły w bardzo groźnym nasileniu, skutkującym znacznymi stratami plonów. W 2014 roku mieszańce teosinte stanowiły poważny problem już w trzech Wspólnotach autonomicznych: Katalonii, Aragonii i Nawarry. Tak szybkie rozprzestrzenianie wskazuje na inwazyjny charakter tego chwastu.
Dodatkowym problemem stało się pojawienie mieszańca teosinte z kukurydzą MON810. Obecnie trwają starania przedstawicieli IFOAM o wpisanie mieszańca teosinte i kukurydzy odmiany MON810 na europejską listę chwastów inwazyjnych. Kukurydza odmiany MON810 jest dopuszczona do uprawy w Hiszpanii. Tam też najprawdopodobniej doszło do powstania mieszańca z teosinte. Zgodnie z informacją przedstawicieli IFOAM, zawartą w liście otwartym do Komisji Europejskiej przesłanym w dniu 24 lutego 2016 roku, mieszańce teosinte i MON810 posiadają zmodyfikowany gen odporności Bt dodatkowo uodparniający te chwasty na szkodniki (http://www.ifoam-eu.org/sites/default/files/ngos_policy_teosinte_in_spain_open_letter_20160224.pdf), a tym samym jeszcze lepiej przystosowujący rośliny do przetrwania w stanie dzikim.
Dalsze niekontrolowane rozprzestrzenienie się mieszańca teosinte ze zmodyfikowanym genem Bt w środowisku może spowodować kolejne problemy, zwłaszcza w krajach, gdzie uprawa odmian genetycznie modyfikowanych jest zakazana. W sytuacji występowania w środowisku pól uprawnych dziko rosnących roślin ze zmodyfikowanymi genami (GMO), nie można wykluczyć problemów w czasie kontroli na obecność upraw GMO oraz z czystością materiału roślinnego przeznaczonego do przetwórstwa.
***
Dr inż. Katarzyna Kucińska pracuje w Katedrze Agronomii SGGW w Warszawie. Zajmuje się rolnictwem ekologicznym.
