Naši předkové žili v mnohem těsnějším kontaktu s přírodou než my. Dovedli se dívat otevřenýma očima, byli dobrými pozorovateli přírodních dějů, třebaže je nedovedli vědecky vysvětlit. Museli takoví být, protože byli na přírodě plné závislí.
Ve styku s přírodou zaměstnávali snad všechny smysly a jistě byli i v jídle stejně vybíraví jako jsme my. A tady někde leží základy zemědělských a zahradnických technik i šlechtitelských metod, které vedly od planých rostlin ke kulturním plodinám. Domníváme se, že právě ona rozlišovací schopnost pradávných hospodářů a chuť či vkus jejich rodin a kmenů vedly k pozornému sledování proměnlivosti pěstovaných rostlin a bedlivému výběru plodů, semen či jiných rozmnožovacích orgánů při zakládání nových políček. Sledování proměnlivosti čili variability kulturních rostlin a navazující výběr čili selekce jsou dnes hlavní postupy zemědělského a zahradnického šlechtitelství.
Variabilita je základní vlastností všech živých tvorů. Pozorujeme ji ve volné přírodě i na záhonech a polích. Žádný jedinec se nepodobá ve všech tvarových, barevných či vnitřních (fyziologických) vlastnostech jinému jedinci – byť by patřil do stejného druhu či odrůdy. Část těchto rozdílů je nedědičná, neboť vznikla jako důsledek malých či větších rozdílů v půdě, osvětlení či vlivem konkurence sousedních rostlin nebo zásahem škůdce. Proto ze semen lípy vyrostou jednou košaté solitéry a podruhé vyčouhlé lesní stromy. Část proměnlivosti rostlin je však dědičně zakotvená a projeví se i mezi potomky stejných rodičů, kteří sami byli dětmi podobně variabilních prarodičů. Při pohlavním rozmnožování proto vždy vzniká tvarově, barevně či fyziologicky rozkolísaná populace, na jejímž podkladě pak pracuje přírodní výběr nebo umělá selekce šlechtitelů a genetiků.
Pokud nebylo možno množit plodiny vegetativním způsobem, který udržuje žádoucí vlastnosti, bylo nutné vytrvale a pilně kombinovat dědičně danou proměnlivost s umělým výběrem. Když v potomstvu různě zbarvených růží pěstitel vybíral keře s tmavě červenými květy a vylučoval keře s květy světle růžovými, vznikl žádoucí temně červenokvětý kultivar růží. Jinak je tomu u variability nedědičné, způsobené pouze vnějšími činiteli prostředí. Například mnohé vysokohorské rostliny vytvářejí pod vlivem ultrafialového záření a krátké vegetační doby jen nízké, polštářovité trsy. Jsou-li takové „alpínky“ zahradníkem vybrány do kultury v nížině, stonky mnohých z nich „vyskočí“ a jsou nechtěně velké a rozvolněné.
Dědičně zakotvené vlastnosti a dědičná rozkolísanost dnešních druhů a odrůd však nejsou na světě odjakživa. Jsou výsledkem dlouhodobého hromadění malých i větších odchylek v dědičné hmotě – v molekulách deoxyribonukleové kyseliny (DNK), která v sobě drží veškeré instrukce (informace), podle nichž se řídí celý život rostlin. Základní jednotkou této informace zhmotněné v kousku molekuly DNK je vloha čili gen. Geny jsou uspořádány v pentlicích zvaných chromozómy, které jsou uloženy v jádrech buněk. Chromozóny obsahují mnoho tisíc genů, které se při pohlavním rozmnožování kombinují a rekombinují z buněk samičí a samčí rostliny. Souboru vloh v rostlinném jedinci říkáme genotyp, jehož vyjádřením v určitém prostředí růstu je fenotyp rostliny. Na fenotypech vzešlých z rodičů stejného druhu nebo kultivaru se však často projeví proměnlivost znaků povolená příslušným genem nebo souborem genů. Jinak je tomu v případě, když pro rozmnožení použijeme předem vybrané samčí a samičí rostliny stejného znaku (čisté linie).
Podle nezadržitelných zákonů evoluce má však i dědičně podmíněná variabilita svou další proměnlivost. U některého jedince se znenáhla změní jedna nebo více vlastností, což se pak projeví třeba výskytem květů s úplně jiným barevným tónem, nežli měla výchozí populace. Takové změně se říká mutace. Mutace mohou v přírodě vznikat – a po milióny let také vznikaly – přirozeně, nebo mohou být uměle vyvolané náhlými šoky, například nepřirozeným ozářením nebo chemickými látkami. Uměle vyvolané mutace využívá šlechtitel k získání nových kultivarů. Přirozené mutace si vybírala nebo odmítala příroda sama, a tak vznikla za milióny let dnešní květena.
V přírodě tenhle užitečný jev funguje od samého začátku a naši předkové z něj těžili dávno před tím, než byl vědecky popsán a pojmenován. Praktičtí šlechtitelé také nic netušili o existenci chromozómů, jejichž počet je pro každý druh příznačný a stálý. Teprve moderní genetické a mikroskopické metody dokázaly, že některé příbuzné druhy vznikly zdvojením nebo zmnohonásobením základního počtu chromozómů v buněčném jádru. Takovým změnám se říká genomová mutace a organismy s vyšším počtem (násobkem) chromozómů se jmenují polyploidy. Takto spontánně asi vznikly „velkoplodé“ burské oříšky ještě v lůně jihoamerické přírody. Ale stejného principu využívá i současné šlechtitelství, aby zvětšením počtu chromozómů vyvolalo změny vedoucí k novým vlastnostem nebo k posílení vlastností starých.
Ve vývoji přírody sehrály tedy mutace významnou roli. Je ovšem třeba mít na paměti, že jde o jevy náhodné, vlastně o jakési chyby, omyly při reprodukci DNK v chromozómech. Mnohé z takových chyb byly pro organismus také nepříznivé a vedly k jeho oslabení nebo i zániku. Jen málokteré mutace jsou výrazně progresivní. Četnost výskytu takových změn se jmenuje matubilita a je velmi rozdílná. Četnost mutací u jednotlivých vlastností (genů) kukuřice kolísá například od poměru 1 : 2000 k poměru 1: 1 000 000!
Kromě změn, vyvolaných mutacemi, dochází v přírodě i ke změnám vzniklým křížením příbuzensky různě vzdálených organismů. Při křížení (hybridizaci) se mění vlastnosti; přírodní výběr vyloučil nevhodné a podpořil vhodné. Člověk využil záměrného křížení rostlin, které by se, třeba pro zeměpisné nebo časové bariéry, nikdy vzájemně nesetkaly.
Často se stává (a nejen v životě lidském), že děti překonají rodiče a učedník je nad mistra. To je také podstatou tzv. hybridní zdatnosti nebo heterózy. Životnost a výnosnost kříženců bývá někdy značně vyšší než u rodičů. Je to jev velmi důležitý pro vznik a zlepšování kulturních rostlin. Proč k tomu dochází, je velmi obtížné vysvětlit, ale zdá se, že heterózní efekt způsobuje už samo střetnutí dvou různých genů nebo vzájemné doplnění rodičovských genů, vedoucí k vyšší výkonnosti. Hybridní, heterózní potomstvo nemusí být ale jen výkonnější. Velmi často se k takové metodě sahá ve snaze získat potomstvo odolné (rezistentní) ke škůdcům, chorobám a prostředí. Hledání nových kultivarů užitkových rostlin se právě v poslední době zaměřuje především tímto směrem. Kultivary takto vzniklé bývají často označovány jako „heterózní osivo“ nebo „hybridní osivo“ anebo prostě jen připojeným symbolem F1. Tento symbol nemá nic společného se známými automobilovými závody. Označuje rostliny první filiální (=dceřiné) generace. Ale – právě vzhledem k dosaženým výsledkům – takové kultivary „formulí 1“ ve světě užitkových rostlin opravdu jsou.
Jakmile lidé poznali dobré a užitkové vlastnosti rostlin (původně planých), snažili se je rozmnožit. Vzali tedy rostliny „do kultury“, na pole a do zahrady, zdomácněli (domestikovali) je a zkoušeli s nimi různá genetická kouzla tak dlouho, až se kulturní rostliny tak výrazně odlišily od planých, že v 70 až 80 % nevíme, jak původní rostliny vypadaly.
První pěstitelskou snahou bylo určitě zvýšení „výnosu“. Nejlépe to je vidět ze srovnání palice dnešních kukuřic s klasem sice už kulturní, přesto však ještě primitivní kukuřice, z doby před téměř 6000 lety. Nové kukuřice mají evidentně více zrn a vyšší výnosy než staré a jsou také větší.
Zvětšení užitečného orgánu byla druhá z možných cest, kterou se ubírali pěstitelé. U obilnin bylo výhodnější zvětšit počet zrn, ale u kedlubny závisela užitkovost na zvětšení celého orgánu. Kultivar kedlubny „Gigant“ je příkladem tzv. gigas-charakteru, mohutnosti orgánu jako významného znaku kulturních rostlin. Jiným příkladem může být třešeň ptáčnice a pořádná chrupka nebo plané jahody a jahody kulturní. Malvice některých kultivarů jabloně se zvětšily desetinásobně.
Kombinace zvýšeného výnosu a zmohutnění užitečného orgánu je velmi nápadná v případě květenství slunečnic.
Další cestou ve šlechtění kulturních rostlin bylo zvětšování počtu užitečných orgánů rostlin. Planá locika nebo brukev zelná se co do počtu listů nemohou s hlávkovými saláty a s hlávkovým zelím naší doby vůbec srovnávat.
Velice důležitými byly změny v kvalitě určitých znaků, zvláště těch, které vnímáme chutí a čichem. Závisely především na změnách v chemickém složení, které například dodávalo planým melounům nepříjemnou chuť nebo přírodním mandlím hořkost. Důležité bylo i poznání, jak nepříjemné nebo dokonce nebezpečné vlastnosti odstranit při přípravě jídla (např. jedovaté toxalbuminy v syrových fazolích se bez problémů rozkládají varem). Mezi „chemické“ změny patří i změny v obsahových látkách, pro něž se některé kulturní rostliny pěstují. To je případ řepy cukrovky, u níž se záměrným šlechtěním a výběrem zvýšila cukernatost o 200 až 300 %.
Mezi dalšími mnoha změnami, které odlišily kulturní rostliny od planých, jsou také změny vzhledu a charakteru růstu: poléhavou lodyhu plané sóje nahradil keříčkovitý růst kulturních sójí. Lianovité starší fazoly vystřídaly keříčkovité kultivary. Významná byla změna květní strategie u vinné révy, kde se přešlo z dvoudomých rostlin na rostliny s oboupohlavními květy. Úspěchem šlechtitelů bylo dosažení opakovaného kvetení u jahodníku nebo přenesení kvetení do druhého roku u kulturních řep.
Je zajímavé, jak se některé kulturní rostliny během svého soužití s člověkem přizpůsobily ekologickým podmínkám prostředí. Dobrým příkladem jsou kdysi teplomilné rostliny, např. pšenice obecná (hexaploidní) a švestka domácí. Oba vznikly v oblastech teplejších, než jaké mají v severním mírném pásmu, a přesto právě v nových domovech jsou mnohem důležitějšími a úspěšnějšími plodinami než v zemi vzniku.
Rostliny, které zaujaly člověka-sběrače i pozdějšího pěstitele, byly sice proměnlivé, ale zdaleka ne tak variabilní jako současné kulturní rostliny. Dobrým příkladem jsou ovocné dřeviny, ale i rajčata nebo okrasné tykve. V přírodě by mnohé z nových tvarů neobstály; v kultuře je člověk nejen udržel, ale i záměrně rozšířil. Kdoví jak by to dopadlo s mnoha kultivary, třeba s jabloněmi, kdyby se je člověk nenaučil rozmnožovat nejen semeny, ale i vegetativně – roubováním a řízkováním. Řada kulturních rostlin dnes už netvoří semena, a přesto každoročně přinášejí bohatou úrodu. K tomu ale bylo třeba značně zdokonalit agrotechnické a zahradnické postupy: od sázení do jamek vyhloubených klacíkem či motykou se přešlo k mechanizovanému a chemizovanému zemědělství na polích a k podobně organizovanému zahradnictví na záhonech, ve sklenících a fóliovnících.
Rostliny mají složitá těla a z jejich orgánů a pletiv se do lidského jídelníčku dostalo kdeco. Nejpestřejším zdrojem jsou rozmnožovací orgány – plody, květy i poupata, jež se tvarem i vnitřním složením u různých druhů plodin značně liší, vždyť to jsou konec konců hlavní rozlišovací orgány v botanickém třídění. Pojídané listy, stonky a kořeny jsou tvarově jednotvárnější, takže si někdy neuvědomujeme, že například zdužnatělé kořeny ředkve, tuřínu, řepy a petržele vznikly u příbuzensky vzdálených čeledí brukvovitých, merlíkovitých a mrkvovitých.
U většiny kulturních rostlin lidský zájem směřuje jen k jedinému jedlému orgánu, na který je též zaměřeno moderní šlechtění. Ale velmi často je tentýž botanický druh zdrojem různorodých pochoutek. Například z brukve zelné se odvozuje kedluben, zelí, květák, kapusta a brokolice. Necháte-li je vykvést a dozrát šešule, jejich semena nerozeznáte. Jen skrytě v jejich dědičné hmotě jsou ukryty vlohy, které po vysetí rozhodnou, jak budou rostliny vypadat ve chvíli, kdy si pro ně do zahrady přijdete s nožem v ruce.
Vztah mezi kulturními rostlinami a člověkem je vlastně tisíciletým zkoušením, prověřováním a pokusnictvím. Převedení planých rostlin z přírody do zahrad a polí nejen usnadnilo existenci národů na Zemi, ale bylo i základem vyspělých civilizací.
Zdroj: S. Skorňakov, J. Jeník, V. Větvička Zelená kuchyně, Lidové nakladatelství 1988
