Proč rostou listy nahoru? Český věděc odkrývá tajemství rostlin

Vkročíme do tichého světa miniaturních rostlin, a jako by nám někdo nasadil růžové brýle. Světlo se tu skládá jen z modré a červené složky, chybí zelená a žlutá, které by dohromady daly bílou, na niž jsou naše oči zvyklé, ale drobné výhonky ji k životu nepotřebují.

„Tak tohle jsou ty naše obludy,“ odtuší Jiří Friml. Jen pár milimetrů velké sazenice huseníčku – rostliny, u níž byl poprvé přečten celý genom – tu rostou ve sterilním prostředí, aby se k nim nedostala žádná bakterie. Vzápětí bude jejich DNA rozstříhána na kousky a geny připraveny k dalším experimentům.

Tady, v laboratořích Institute of Science and Technology Austria v Klosterneuburgu nedaleko Vídně, se Jiří Friml snaží porozumět tomu, jak rostliny rostou a jak se vyvíjejí. Jak to přijde, že úplně stejná rostlina rostoucí v horách a ve větru vypadá úplně jinak než její identické dvojče v údolí nebo třeba ve skleníku. 

„V tom jsou rostliny geniální, jak dokážou přeprogramovat svůj vývoj. Na rozdíl od nás se nemohou obléct, utéct, zaútočit nebo někoho přizabít. Prostě zůstanou, kde jsou, a přizpůsobí se situaci. Z malinkého kousku, nebo dokonce jediné buňky dokážou znovu vytvořit celou novou rostlinu. A to mě zajímá: jak to funguje, jak signály zvenku rostlina vnímá a zpracuje a přeloží je do nějaké odpovědi, což znamená, že začne růst určitým způsobem.“

Z toho všeho prý stále známe jen kousky. Nicméně k pochopení jednoho poměrně zásadního kousku právě profesor Friml přispěl.

Bylo mu právě třicet let, když si vydobyl světovou pozornost svou prací na rostlinném hormonu s názvem auxin, o jehož existenci získal první indicie už Charles Darwin. Friml se svým týmem objevil, že právě auxin je univerzálním signálem, který si rostliny samy vynalezly a jejž používají k tomu, aby svůj růst přizpůsobily podmínkám prostředí. To on je odpovědí, proč se slunečnice otáčí za sluncem, nebo že si rostlina může nechat narůst nové „ruce“ a nové „hlavy“, a jak třeba ví, kde je nahoře a kde dole.

 

Kafkův zámek

Když vyjdeme z růstové komory, svět je zelený jako brčál – za patnáct sekund optický klam mizí. Kdysi tu býval blázinec. Teď jsou tady myši, octomilky, rostlinky huseníčku. Chemici, fyzici, matematici, biologové. Tisícovka vynikajících vědců, třetí nejlepší chrám vědy, měřeno parametry světového žebříčku Nature Index. „Místní lidé říkají, že se vlastně nic nezměnilo, blázni jsou tu pořád,“ zasměje se Jiří Friml.

Administrativní budova má přezdívku Das Schloss. Zámek. Však také Franz Kafka zemřel nějakých dvě stě metrů odsud. 

Paradoxů je tu vážně dost, jedním z nich je už ten, že jeden z nejprestižnějších vědeckých ústavů byl před deseti lety postaven právě v Klosterneuburgu, čili v jednom z nejkatoličtějších koutů Rakouska. 

„Pravicová rakouská vláda nechtěla takový ústav dopřát tradičně levicové Vídni, kam by zapadal spíš, a tak ho dohodila svým lidem tady v Dolním Rakousku. Když ho dostavěli, žehnal novým budovám katolický farář – budovám, kde se často pracuje na tom, aby bylo vyvráceno právě to, čemu on věří,“ konstatuje Jiří Friml s lehkým pousmáním. 

V Klosterneuburgu se usadil se svou ženou, také vědkyní, a dvěma dcerami před šesti lety. A je na něm vidět, že to tu má rád. Jako celou svoji vědeckou práci.

Skutečnost, že se právě on ocitl u zrodu zmíněného objevu, přičítá několika okolnostem. Za prvé schopnosti: „Asi umím vidět cesty, které vedou k cíli.“ Za druhé pracovitosti: „Jednu dobu jsem pracoval jako šílený, úplně mě to pohltilo, skoro na nic jiného jsem nemyslel, prostě jsem tomu chtěl přijít na kloub. To třeba vezmete tisíce až stovky tisíc semen, které různými způsoby přiotrávíte, abyste narušili jejich genetickou informaci, a pak vzájemným porovnáváním hledáte to zničené, co rostlina potřebuje, aby správně reagovala.“ A za třetí je tu samozřejmě i prvek štěstí, že se ve správnou dobu ocitl na správném místě.

Tím místem byl Ústav Maxe Plancka pro šlechtění rostlin v Kolíně nad Rýnem. Frimlovy původní životní plány přitom byly úplně odlišné. Coby fyzikální chemik chtěl vyvíjet metody, jak určovat množství vitaminu C v pomerančích v Brazílii. Všechno však nakonec dopadlo jinak.

 

Otrava rtutí

Souhra několika náhod, která vše změnila, byla poněkud zvláštní. Na konci 90. let, kdy ještě studoval biochemii v Brně, se Friml přiotrávil rtutí. Nebyla to prý nepozornost, ale šílenost. Býval, jak říká, „hodně alternativní student“, a jakmile se po roce 1989 otevřely hranice, zajímalo ho jediné: jak strávit na univerzitě co nejméně času a hlavně cestovat. 

S vidinou, jak šplhá někde po horách Atlasu, si patřičně zahustil psaní diplomové práce. V laboratoři v podstatě přespával. Od rána do večera a zase do rána pracoval s rtuťovou elektrodou. Rtuť tu byla, i díky nepozornosti ostatních studentů, všudypřítomná. „Kdyby se odkryla podlaha, jistě by jí tam byly kaluže.“

Jednoho dne se probudil a svět byl vzhůru nohama. Ani na toaletu nedošel. Pro lékaře se stal záhadou, podezření na nádorové onemocnění střídala roztroušená skleróza. Až ho napadlo, aby mu změřili rtuť. Bingo, její hladina v krvi byla tisíckrát vyšší, než je obvyklé. 

Léčba byla rychlá, se zotavením to už ale jde hůř. Regenerace nervové soustavy v takovém případě trvá i více než rok.

V dalším pokračování příběhu je třeba vrátit se ještě o pár měsíců zpět. Tehdy zrovna zase zlézal nějaké hory, když domů dorazila tlustá obálka. Rodiče ji otevřeli a našli v ní potvrzené stipendium do Německa. Na okolnosti příslušné žádosti mezitím Jiří Friml zapomněl, měl už totiž slíbené doktorandské místo v Brazílii. Jenže šéf katedry jej kdysi požádal, aby vyplnil i žádost do Německa, kam katedra musela nominovat jednoho studenta. Prý jde jen o formalitu, stejně to nevyjde. Friml kývl, odvděčil se svému šéfovi jedním malým dobrým skutkem za spoustu velkých, kdy ho šéf nechával cestovat. Přihlásil se na obor, o němž neměl ani tušení, a tím to pustil z hlavy.

Dodnes si pamatuje, jak stál kdesi na nádraží v Maroku, když mu máma zavolala. Jak si tam pak sedl v parku na lavičku a přemýšlel, co udělat. Přece nepojede do Německa jen proto, že šéf potřeboval někoho nominovat na nějaké stipendium. Přece nebude měnit svůj život a opouštět svoje brazilské plány. 

Nakonec ho změnila ona nešťastná (nebo z dnešního pohledu možná šťastná) epizoda s rtutí. Blízké Německo se najednou jevilo mnohem bezpečněji než daleká Brazílie. A tak vzal onu založenou obálku a začal ji studovat. Dočetl se, že má bádat na jakýchsi rostlinách, každému druhému slovu nerozuměl. Ale co, řekl si, aspoň od něj nikdo nebude nic očekávat, a v nejhorším se vrátí domů.

Nevrátil se už dlouhých dvaadvacet let. „Většina mých takzvaně odvážných rozhodnutí by se dala spíše popsat v relacích šílenosti než odvahy. Třeba cesta stopem z Česka na obratník Raka přes Sýrii, Jordánsko a Egypt nebo zimní přechod rumunských Karpat bez mapy, se stanem a vším jídlem na zádech. Ale asi nejdůležitější rozhodnutí pro můj osobní a profesní život, které vyžadovalo hodně odvahy, bylo zrovna tohle. Odejít na doktorské studium do ústavu Maxe Plancka v Kolíně nad Rýnem, do neznámého prostředí. Nikoho jsem tam neznal, neměl jsem představu, jak věda funguje, nevěděl jsem, jak funguje ta země – a hlavně jsem měl pracovat na tématu, o kterém jsem nic nevěděl, v oboru, který jsem nestudoval.“

 

Věda za hranicemi

Ale věda ho chytila a rostliny dvojnásob. „Nadchlo mě, že mám vědeckou otázku a můžu nad ní přemýšlet v laboratoři a nikdo mi do toho nemluví, protože ví, že to beztak moc neumím. A taky jsem zjistil, že na rostlinách se dá dělat mnohem svobodnější věda než třeba při výzkumu rakoviny. Žádná farmaceutická firma mi nedýchá na záda, že když mě platí, tak chce konkrétní výsledek.“

Po deseti měsících začal mít výsledky, které nečekal nikdo, natož on sám. Původně neprodloužitelné stipendium se natáhlo na tři roky, aby mladý vědec mohl svou práci dodělat. Po jejich uplynutí měl za sebou Friml první opravdu velké vědecké úspěchy a publikace. A taky nabídku tří milionů marek, aby si založil vlastní výzkumný tým. Protože měl spoustu dalších nápadů, tak peníze vzal, tým založil – a zůstal. 

V následujících letech přišly ty největší objevy. Bylo mu nějakých třicet let.

Se svou ženou, též bioložkou, s níž se seznámil v Kolíně nad Rýnem (a kde jinde než v laboratoři), postupem času vystřídali několik pracovišť – přes německý Tübingen a Göttingen a belgický Gent doputovali k Vídni. 

„Poslední přesun do Vídně byl dán i rodinnými důvody. Peněz na výzkum máme sice méně než v Belgii, ale jsme blíž domovu, lépe se nám spolupracuje s kamarády a kolegy v Česku, jsme usazenější. Už dvacet let mám v plánu se do Česka vrátit, protože – když použiju bonmot – české pivo pořád chutná líp než to rakouské. Ale zatím mám pořád pocit, že pro českou vědu dělám víc, když jsem venku, než kdybych byl doma.“

Zkrátka a dobře lepší podmínky pro vědeckou práci pořád vidí sto kilometrů na jih za Brnem, ale jen v penězích to není. „Ústav v Tübingenu byl starý, vše se rozpadalo, v létě bylo v labině (rozuměj laboratoři) pětatřicet stupňů, a přesto jsem tam udělal nejlepší výsledky. Hlavní není vybavení, ale lidi a systém.“ V Česku jsou podle něj lidi chytřejší a pracovitější, ale systém a hlavně koordinace moc nefungují. „Měl bych tam určitě méně peněz na svůj tým a určitě by ten tým nebyl tak mezinárodní, což je pro výsledek důležité, protože v případě lidí z různých kultur přistupuje k problému každý jinak, každý ví něco trochu jiného a společně to pak funguje. Když budu mít ve skupině patnáct Čechů, budou všichni chodit ve stejných botách, diskutovat stejné problémy a myslet stejným způsobem.“

O jeho plat prý nejde. „Ano, průměrný vědec je v Česku ve srovnání se západní Evropou špatně zaplacený, ale ti, kteří v systému umějí chodit, dokážou mít plat několikanásobně vyšší, než máme v Rakousku. Tady máme fixní mzdu bez ohledu na to, jak jsme kdo slavný. Může to znít demotivačně, ale možná je to tak lepší. Já opravdu nechci přemýšlet nad penězi a triky, jak si můžu přilepšit. Stačí mi, když mám dost na to, abych mohl normálně žít a bádat.“

Duch někdejší společné monarchie je tu prý nicméně všudypřítomný. Po letech strávených v Belgii se Jiří Friml cítí v Rakousku jako doma, ať už jde o byrokracii, nebo politikaření. I když rozdíly by se našly: zatímco již desetiletí plánovaná dálnice z Brna do Vídně je na rakouské straně hotová, Češi ještě ani nekopli. 

 

Mohli bychom, kdyby...

Dnes šestačtyřicetiletý Jiří Friml chce ve svém vědeckém životě přijít na kloub ještě mnoha věcem. Na mechu, který je tu už miliony let, zkoumá, jak to všechno začalo, jak to rostliny s tím auxinem vymyslely a proč jsou třeba v zásadě nesmrtelné, neboť když zasadíte větvičku, život pokračuje dál a dál.

Za vizionáře se nepovažuje. Nechá se vést tam, kam ho nasměrují jeho pozorování – a ochotně jde po každé cestě, která někam vede. Kam vlastně vede? Co praktického plyne z Frimlovy práce? Na to jsou prý zatím jen odpovědi z kategorie „kdyby“...

„Kdyby platily jiné zákony, kdyby geneticky modifikované potraviny byly povolené, kdyby Greenpeace a katolíci neměli výjimečně stejný názor na jejich domnělou škodlivost, mohlo by to být užitečné hned teď. Mohli bychom přesvědčit rostliny na poli, aby nesoutěžily mezi sebou o to, která vyroste nejvýš, a místo toho daly všechnu energii do plodů a do semen nebo do toho, aby jejich kořeny rostly v suchých podmínkách hlouběji. Prostě bychom jim vypnuli pár genů, o kterých jsme – myslím tím rostlinní vědci – vyzkoumali, že by to dokázaly. Mohli bychom omezit používání pesticidů a herbicidů, vylepšit nutriční složení potravin neboli jíst lépe. Mohli bychom pro děti v Ugandě, kde jsem teď byl nedávno na cestách, vypěstovat banány, které umí tvořit vitamin A, aby jich desetitisíce neumíraly na jeho nedostatek. Jenže, upřímně…,“ pokračuje Friml, „... já nezachraňuju svět. Konkrétní, okamžité praktické využití našich objevů nechávám – jako vědec, který se primárně zajímá o základní mechanismy života – na jiných.“

Problém podle něj není v tom, jestli jsou vědci schopni získat z jednoho hektaru o třicet procent víc obilí. Protože když to možné bude, lidská populace v rozvojových zemích o stejných třicet procent naroste. Takže budeme tam, kde jsme byli.

Tyto problémy jsou sociologické a politické a Jiří Friml nevidí své poslání v tom, že by měl zvyšovat výnosy na hektar. 

Znalosti a skutečné pochopení základních principů, jak svět kolem nás funguje, jsou podle něj nepochopitelně podceňované: „Bez takovýchto snah by nikdy nebyly objevy jako elektřina, rádiové vlny, lasery a spousta jiných věcí. Nejdřív potřebujeme věci správně pochopit, užitečnost pak přijde automaticky. Dělat dobrý základní výzkum je jedna z největších služeb lidstvu, jakou mohou vědci vykonat.“