Gdy rośliny stają się lekarstwem na nasze problemy, rodzi się technika zwana fitoremediacją. Jest to nic innego, jak wykorzystywanie ich w procesie oczyszczania środowiska. O tym, w jaki sposób rośliny radzą sobie z tak trudnym zadaniem opowiada doktor Paweł Jedynak z Wydziału Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii UJ.

Narzekając na pestycydy, wszechobecną ”chemię” i skażenie środowiska rzadko zadajemy sobie pytanie: „A co w tej sprawie robią naukowcy?”. A jak się okazuje, robią wiele, na przykład sadzą… las. Las starannie dobranych, szybko rosnących topól, które mogą oczyszczać glebę. Kilka takich mateczników (liczących nawet po 800 drzew) nasadzono już i w Stanach Zjednoczonych, i w Europie. Zamawiają je w specjalnych firmach biotechnologicznych głównie ministerstwa środowiska, gdyż nie jest to wydatek na kieszeń przeciętnego obywatela. Dlaczego? Dlatego, że wybór odpowiednich roślin poprzedzają setki badań naukowych. W końcu trzeba przecież zidentyfikować rodzaj skażenia – mogą to być związki metali ciężkich (rtęci, ołowiu czy kadmu), półmetali (np. arsenu) lub  niesłychanie zróżnicowane substancje organiczne.

Superroślina potrzebna od zaraz

Zadaniem badaczy jest zatem znalezienie rośliny odpowiedniej do wykonania konkretnego zadania. Musi być ona na tyle odporna, by mogła rosnąć na zanieczyszczonym obszarze (bo zdecydowana większość roślin po prostu pochoruje się lub umrze). Zachłanność też jest w cenie, ponieważ jeśli pobierając korzeniami wodę i sole mineralne roślina będzie się starała nie wchłaniać przy tym trucizn to nie będzie z niej dla nas pożytku. Lepsze są te mniej wybiórcze gatunki, które wpierw wchłaniają wszystko to, na co trafią (tak, żeby zostawić jak najmniej dla konkurentów), a dopiero potem decydują co nadaje się do użytku, a czego lepiej się pozbyć. A na szczęście dla roślin w każdej ich komórce znajduje się wielki kosz na śmieci – wakuola. Niektórzy badacze nazywali ją nawet mikronerką, gdyż to do tego wielkiego pęcherzyka (mogącego stanowić nawet do 90% objętości komórki) trafia wiele zbędnych, toksycznych i nadmiarowych substancji. Tam składowane są też np. związki arsenu, niklu, czy ołowiu. Odseparowane od reszty komórki nie stanowią zagrożenia i kłopotu. A nasz problem rozwiązuje się, gdy szczątki tych roślin zbierzemy i wyślemy na składowisko odpadów. Co więcej, cenne metale można potem np. wytopić z roślinnej biomasy. A to już krok od kolejnego ciekawego zastosowania roślin – fitogórnictwa. Obsadzając obszary zawierające śladowe ilości cennych kruszców można zaprząc rośliny, by niskim kosztem zagęściły dla nas surowce mineralne. Szczególnie w takich przypadkach przydają się superrośliny zwane hiperakumulatorami. Gromadzą one nawet 100 razy więcej związków metali niż typowe gatunki roślin. Takie perełki bywają niepozornymi, niewielkimi chwastami – jak choćby tobołki alpejskie. Ale właśnie one uświadamiają nam, że naukowcy muszą skrupulatnie badać każdy gatunek. I to dzięki superroślinom oczyszczone z trucizn ziemie można zagospodarować, np. pod uprawę.

Jak szwajcarski scyzoryk

Ale czasem sama fitoremediacja to za mało. W Indiach liczba ludności wymaga szybkich rozwiązań, nie można więc czekać wielu lat, aż gleba sama się oczyści. Plony są potrzebne już w tym roku. Na naukowcach spoczywa zatem ciężar znalezienia roślin multifunkcjonalnych, które oczyszczając glebę będą jeszcze w stanie zapewnić bezpieczne i zdrowe ziarno. Albo chociaż drewno na opał. Ale naprawdę prawdziwym odkryciem są rośliny inwazyjne, które bez pomocy człowieka rozprzestrzeniają się po skażonych obszarach i je oczyszczają. Dla przykładu, jest to np. trzcina pospolita (w Stanach Zjednoczonych), hiacynt wodny (w Azji) oraz niektóre gatunki rdestnic (w Afryce).

Kosmiczne problemy

Rośliny dysponują także arsenałem enzymów, które modyfikują związki organiczne, rozbrajając toksyny. Z takim skażeniem walczą nie tylko korzenie, lecz i liście, które skutecznie oczyszczają powietrze. I dlatego naukowcy z NASA przebadali szereg roślin pod kątem usuwania lotnych związków organicznych. Bo przecież na stacji kosmicznej nikt nie wietrzy pomieszczeń. Specami od wszystkiego okazały się chryzantemy i bluszcze (Hedera sp.). Jak się okazuje, te nieziemskie badania wpłynęły także na nasze przyziemne życie i stały się silnym argumentem dla nasadzania zielonych ścian, przynajmniej w teorii oczyszczających powietrze miast. Superrośliny warto mieć także w domach, gdyż szczególnie zimą w pomieszczeniach gromadzą się m.in. opary z klei do tapet. Ale bez paniki, nawet bez roślin stężenie tych substancji w powietrzu nie powinno stanowić dla większości z nas poważnego zagrożenia.

Minirozwiązania na mega problemy

Ale fitoremediacja to nie tylko rośliny – do oczyszczania wód można wykorzystywać także mikroskopijne glony. Na Wydziale Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii UJ zakończyła się niedawno pierwsza faza badań finansowanych przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, których celem było zaprzęgnięcie do pracy tych małych sprzątaczy do oczyszczania odpadów pofermentacyjnych – uciążliwego problemu związanego z produkcją biogazu. To jeden z wielu projektów fitoremediacyjnych realizowanych na UJ, które mają realną szansę niepostrzeżenie zmienić świat. Na lepsze.

 

Po zatrutym ogrodzie oprowadzał

 

dr Paweł Jedynak

Zakład Fizjologii i Biochemii Roślin

Wydział Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii UJ

 

 

Grafiki:

Góra - Rachen Buosa / EyeEm / Getty Images

Dół - Konrad Lackerbeck Tobołki

 

 

-------------------

 

Ciekawe? Przeczytaj także:

 

• Dlaczego natura stroni od kwadratów?
• Zielenieją, ale nie z zazdrości
• Czym jest krzyżowanie roślin? Gatunki dzikie i stworzone przez człowieka