Oteplování versus opylování

O tom, jaká bude úroda, se rozhoduje každý rok na jaře a v časném létě. Jestli budeme mít dost jablek, švestek, třešní nebo třeba řepky olejky, určuje pyl. Kdyby se jeho malinké částečky s pomocí hmyzu nestihly přemístit a opylit květy, zely by špajzy a sklepy prázdnotou.

Extrémně vysoké jarní teploty, které v posledním desetiletí přicházejí stále častěji, můžou proces opylení pořádně rozhodit. V Česku zatím jde spíš o zkrácení opylovací sezony některých plodin. Ve Spojených státech ale část zemědělců mluví o třetinové úrodě proti letům, kdy jarní teploty neletí tak vysoko. Jako příklad dávají rok 2022, kdy během opylovacího období v červnu stoupla rtuť teploměru ke čtyřiceti stupňům Celsia.

Bez semen

Pro vysvětlení toho, co vysoké teploty mohou způsobit, je třeba trochu opylovací teorie. Opylení hmyzosprašných rostlin začíná tím, že pylové zrno opustí prašník samčího reprodukčního orgánu rostliny a přistane za pomoci hmyzu na lepkavé blizně samičího reprodukčního orgánu. Vzápětí začne růst pylová láčka. Ta je tvořena jedinou buňkou a postupně proroste skrze bliznu do semeníku rostliny, kam dodá genetický materiál pylového zrna. Z vajíčka vznikne semeno a ze semeníku plod.

Růst pylové láčky je jedním z nejrychlejších příkladů buněčného růstu ve světě rostlin. Vyroste až o jeden centimetr za hodinu. „Takovýhle růst vyžaduje od rostliny hodně energie. Jenže pokud vnější teploty vystoupají na nějakých 32 stupňů Celsia, u mnoha rostlin se proteiny, které pohánějí metabolismus pylového zrna, začnou rozpadat,“ vysvětluje Mark Westgate, který je emeritním profesorem agronomie na Iowské státní univerzitě. „Horko v čase opylení navíc nebrání jen růstu pylové láčky. Pylové zrno se dokonce nemusí vůbec vytvořit nebo nastane situace, kdy nedokáže vytvořit pylovou láčku. A nebo vytvoří láčku, která vlivem vedra praskne.“

Magazín Yale Environment 360 přinesl před časem příběhy několika zemědělců, jimž vedra v opylovacím období zmarnila sklizeň. Aaron Flanburg pěstuje řepku v americkém státě Washington a minulý rok přišel o dvě třetiny úrody. „V roce 2021, kdy teploty v době opylení přesáhly 40 stupňů Celsia, jsem sklidil mezi 300 a 360 kilogramy řepky na akr. V roce, kdy vedra nepřijdou, získám ze stejné plochy až 1200 kilo,“ shrnuje. „Semena se jednoduše nevytvořila. Byť bylo v půdě vody celkem dost, velká část květů kvůli vedrům zaschla než se stihla opylit.“

Podobné problémy řešili i severoameričtí pěstitelé hrachu, čočky nebo rajčat. Randall Patterson, který je prezidentem Asociace pěstitelů rajčat v Severní Karolíně s nadsázkou říká, že pokud bude přibývat v čase opylení horkých dní a teplejších nocí, „pyl shoří“.

Pěstitelé proto s nadějí vzhlížejí k práci vědeckých týmů, které se snaží vytvořit rostliny odolnější vůči stoupajícím teplotám. „Každé semeno, zrno a ovoce, které jíme, je přímým produktem opylení, jde tedy o naše jídlo,“ zdůrazňuje Gloria Muday, která je profesorkou biologie na Wake Forest University v Severní Karolíně. Muday patří k meziuniverzitnímu týmu, který se snaží odhalit molekulární mechanismy a základní geny napomáhající pylu rajčat přečkat vlnu veder. Muday a jejím kolegům se už podařilo vyvinout rajče, které produkuje obzvláště vysoké hladiny antioxidantů zvaných flavonoly. „A zdá se, že taková rostlina je mimořádně odolné proti vysoké teplotní zátěži v čase opylení,“ říká výzkumnice. Další kultivary, které budou v tomhle ohledu co nejodolnější, hledají i sami zemědělci.

Zaschlé blizny

V Česku vliv vysokých jarních teplot na opylení není detailně popsán. Skoro jistě se ale podílely třeba na slabé úrodě hrušek v roce 2019. „Tehdy byly v dubnu několik dní teploty kolem třiceti stupňů. Potom přišly jarní mrazy v květnu a bylo to,“ popisuje Martin Ludvík, předseda české Ovocnářské unie.

Zmíněné mrazy se ve zdejších sadech řeší víc, problémy spojené s vysokými teplotami v době opylení, však Ludvík nepodceňuje. „Jsou-li teploty příliš vysoké, doba vhodná pro opylení se výrazně zkracuje. Například květ jabloně má schopnost být opylen v průměru čtyři až pět dní, pokud je chladno, tak až osm dní. Jenže je-li příliš vysoká teplota, pak se tato doba zkrátí na dva dny. U hrušek je to ještě horší, při vysokých teplotách je schopnost opylení květu zkrácena třeba jen na patnáct až třicet hodin. Pokud se k tomu přidá i suchý vítr, úrodu to zasáhne znatelně. Příroda s tím naštěstí trochu počítá a tak nikdy nerozkvetou všechny květy.“

V praxi to znamená, že pokud horké počasí netrvá příliš dlouho, květy stromu či rostliny se stihnou opylit v nějakém chladnějším časovém okně. K dobré úrodě navíc třeba u hrušní stačí, když se opylí pětina květů. Ostatní jsou takovou přírodní rezervou.

Zkrácení opylovací doby je způsobeno stejnými příčinami, o nichž mluví američtí biologové. „Aby došlo k opylení musí pylové zrno vyklíčit na blizně, která má povrch vlhký a pokrytý exsudátem látek, aby se zrno uchytilo a mohla téměř okamžitě začít klíčit,“ líčí Martin Ludvík. „Pokud je suché a teplé počasí, nemusí k tomu vůbec dojít a blizny velmi rychle zasychají. Vyšší teploty budou nejspíš hůř snášet peckoviny, naopak nevadí třeba jahodníku: ten kvete později a je v tomhle ohledu odolnější.

Ovocnáři globální oteplování sledují s neklidem nejen z hlediska období opylení, ale taky kvůli mírnějším zimám. „Kolegové ze Zahradnické fakulty Mendlovy univerzity před časem porovnávali fenologické údaje u stejných odrůd meruněk a zjistili, že za posledních padesát let u nás začínají v průměru kvést meruňky patnáct až dvacet dní dříve,“ popisuje Martin Ludvík. „Pokud je teplé předjaří i jaro, probouzí se stromy o mnoho dní dříve. To by sice ničemu nevadilo, kdyby jednoduše dřív vykvetly a sklizeň byla také dřív. Jenže v praxi to znamená, že jarní mrazy zastihnou stromy v plném květu nebo s malými plody a všechno zmrzne.“

Jerlíny a svazenky

Další pohled na změny, které globální oteplování vnáší do procesu opylení, je ten včelařský. „Pokud je teplá zima a rychlý start jara, všechno vykvete najednou – včely nestihnou sebrat dostatek nektaru, protože snůška není rozložená. Jablka kvetou do třešní, meruňky do hrušní. Včel není dostatek, aby vše stihly,“ vysvětluje dobřichovický včelař, destilér a překladatel Ondřej Kopička. „Svůj vliv má i zmenšující se diverzita zemědělských plodin. Kvůli ní se snůška z kontinuální mění v nárazovější záležitost.“

Změny cyklu, který byl pro zdejší kraje zažitý (viz Včelí kalendář), můžou být problémem nejen pro rostliny, ale i pro včelstva samotná. „Pokud všechny jarní zdroje snůšky vykvetou najednou, přijde pak v květnu snůšková pauza a během ní včely ochotně spotřebují všechno, co zatím stihly nashromáždit. Pokud by navíc zmrzl akát, k čemuž stačí stupeň pod nulou v první půlce května, včelstvo nemusí vydržet, než začne kvést lípa,“ popisuje problém Kopička. „I pokud dá další snůšku lípa nebo les, nezaručuje to, že včelstvo pak na donesených zásobách přežije zimu. Lesní med navíc může obsahovat melecitózu, zvláštní trisacharid, který tuhne do betonové konzistence. Ten včely sice donesou, ale tím to končí. Klíčem k přežití včelstva bez krmení cukrem je tak buď pestrá krajina nebo osvícený hospodář. Takový, který vyseje třeba svazenku, slunečnici, hořčici… Takový, který udržuje kvetoucí louky, pěstuje jerlíny nebo břečťany, zkrátka kouká se na svět očima včel.“

Podobně neblahá je pro včely teplá zima nebo časné předjaří. „Pokud je teplá zima, matka začne plodovat (klást vajíčka pozn.red.) mnohem dřív. Víc plodu znamená víc včel na zahřívání, protože plod potřebuje teplo. Včelám se může stát, že neuhřejí plod a vyčerpají se, dojdou jim zásoby. A včelstvo padne,“ popisuje Ondřej Kopička.

Důsledkem vyšších teplot je ještě jedno téma, které se týká, jak včel, tak rostlin, jež opylují. Je to nedostatek vody. „Vyšší teploty znamenají vyšší odpar vody, vysychání půdy a její nedostatek v krajině. Experimentálně bylo na některých rostlinách prokázáno, že v suchu nasadí méně květů. Tím pádem bude menší množství plodů a semen. Nektaru v květech je méně i jeho cukernatost je nižší, což může snížit atraktivitu pro opylovače. V praxi je pro včelaře známo, že za vysokých teplot nektar v květech rychleji vysychá,“ vysvětluje Martin Kammler z Výzkumného ústavu včelařského. „Pro zemědělské a kulturní plodiny z toho vyplývá, že zajištěním závlahy se tomuhle problému dá částečně zabránit. Ale pro celou společnost však vyvstává otázka, jak v krajině udržet dostatek vody, aby vůbec bylo čím zavlažovat.“

Péče o vodu v krajině je jedním z mála způsobů, jak můžeme na vedra během opylování reagovat. Další možností je zmíněné šlechtění odolných variet, ve Spojených státech se taky testuje strojové opylování: ale zatím bez větších úspěchů. Česko dosud těží z výhody, kterou mu dává značné „zavčelení“ i množství dalších opylovačů. Z fatálních neúrod tak strach mít nemusíme. Zatím.

Včelí kalendář

• 01.03. líska obecná, podběl lékařský, olše lepkavá, osika obecná
• 18.03. vrba jíva, jaterník podléška, modřín opadavý, jilm horský, topol černý
• 13.04. meruňka obecná, jasanojavor peřenolistý, javor mléč,vrba bílá, srstka obecná
• 29.04. pampeliška, trnka, třešeň, buk lesní, víšeň obecná, hrušeň obecná
• 11.05. řepka olejka, janbloň domácí, dub zimní, javor klen, jírovec naďal, hloh obecný, heřmánek pravý
• 02.06. trnovník bílý (akát), maliník obecný, růže, hořčice bílá,bob obecný, mák vlčí, chrpa polní
• 18.06. lípa velkolistá, vrbka úzkolistá, kaštanovník setý, pajasan žľaznatý, mák setý, pcháč oset
• 29.06. lípa malolistá, čekanka obecná, jetel luční, lopuch, tolice setá (vojtěška), opolovka růžová, jiřinka,zlatobýl kanadský
• 29.07. vřes obecný, jertín obecný, ořechokřídlec našedlý, kukuřice setá, rozchodník překrásný, ocún jesenní
• 08.09. břečťan popínavý, hořčice bílá

Tento text vznikl pro Alarm.