HISTORIA JEDNEGO WYNALAZKU

STRESZCZENIE

Nazywam się Mieczysław Kiełpiński, ur. 1950, jestem emerytowanym naukowcem, doktorem nauk rolniczych.

Metodą klasycznej inżynierii genetycznej, z wykorzystaniem genów występujących w przyrodzie w sposób naturalny, bardzo zmieniłem budowę zewnętrzną rośliny grochu i ten nowy model gatunkowy, tzw. niskopienno- wąsolistny, został powszechnie przyjęty przez farmerów na całym świecie, zastępując odmiany tradycyjne. Mimo że nowy groch drastycznie różni się wyglądem od odmian tradycyjnych, nie podlega pod definicję GMO i jest dobrym zamiennikiem importowanej soi GMO jako źródła białka paszowego, co ma szczególne znaczenie w warunkach rolnictwa zrównoważonego.

Przypadek zrządził, że moje twórcze lata przypadły na okres gierkowskiej propagandy sukcesu. Pożółkłe ślady tych dni walają się jeszcze w moim domowym archiwum (Pdf.11, Pdf.12, Pdf.13, Pdf.14). Nie chcę wspominać PRL-u, chciałbym tylko przypomnieć pokoleniu internautów, że w polskiej nauce też zdarzają się znaczące osiągnięcia. Skoro dziś w Polsce tzw. celebryci znani są tylko dlatego, że są znani, to ja, odrzucając fałszywą skromność, chcę być poznany za to co zrobiłem dla nauki rolniczej. Nie jest to nudna publikacja naukowa, reportaż dokumentalny raczej, oparty na załączonych dowodach w postaci publikacji naukowych, dokumentów i zdjęć archiwalnych.

Dla szybkiego zobrazowania tego wynalazku, proszę porównać jak wyglądały odmiany tradycyjne, teraz uprawiane już tylko amatorsko w ogródkach przydomowych przy użyciu konstrukcji podporowych (Fot.3, Fot.4, Fot.5), ze zdjęciami pól produkcyjnych naszej nowoczesnej samostojącej architektury grochu wąsolistnego wykonanymi w Kanadzie i USA (Fot.6, Fot.7, Fot.8).

Postęp genetyczny polega tutaj na upodobnieniu łanu produkcyjnego do samostojących zbóż, co umożliwia sprawny zbiór kombajnowy jednocześnie bardzo poprawiając wielkość i jakość plonu. Wysiłkiem polskiej agronomii uratowaliśmy ten ważny od tysiącleci gatunek uprawny przed marginalizacją w warunkach współczesnej mechanizacji rolnictwa. Najlepiej ilustruje to porównanie zdjęć przedstawiających żniwa grochu w roku 1983 ze współczesnymi w roku 2020 (Fot.1983 ,Fot.2020a , Fot.2020b)

Na szeroką skalę produkcyjną człowiek uprawia tylko kilkanaście gatunków roślin na ziarno. Pod względem globalnego wolumenu zbiorów (ok. 35 mln ton) groch zajmuje miejsce środkowe, jednak ze względu na unikalną zdolność przyswajania azotu z powietrza i magazynowania go w glebie oraz bardzo wysoką zawartość (ok. 25%) białka żywieniowego, nasz groch samostojący ma dziś, w czasie kryzysu klimatycznego, pierwszorzędne znaczenie dla rolnictwa zrównoważonego, środowiska i klimatu naszej Planety.

Każdy hektar poprawnej uprawy naszego grochu samostojącego daje plon ok. 800 kg czystego pełnowartościowego białka i jest to produkcja o ujemnym bilansie emisji śladu węglowego CO2eq. Te 800 kg to ekwiwalent białkowy 3 ton wołowiny, której produkcja zostawia w atmosferze ślad węglowy 180 ton CO2eq. Może kiedyś będzie to tematem osobnego wykładu.

Białko grochu, w porównaniu do białka powszechnie uprawianej soi paszowej, jest szczególnie czyste i biologicznie podobne do białka wołowiny. Z powyższych względów to groch a nie soja jest dziś bazowym surowcem do produkcji roślinnych koncentratów białkowych, (Fot.2022), które już dziś służą w przemyśle spożywczym i kuchniach krajów wegetariańskich jak Indie i Pakistan do przygotowania smacznych i zdrowych produktów mięsopodobnych w których gustują tamtejsze społeczeństwa.

Rośliny motylkowe to naturalne i ekologiczne fabryki nawozów azotowych. Przechwytują azot z powietrza i magazynują w glebie jako pokarm dla plonów następczych. Włączenie grochu w 4-letni cykl płodozmianu (np. groch – rzepak – pszenica – kukurydza) oszczędza 2 tony nawozu azotowego, zmniejszając ślad węglowy o 3,5 tony CO2eq na każdy hektar pola.

Uprawa grochu działa ozdrowieńczo na nasze gleby, środowisko naturalne i klimat a na dodatek jest źródłem własnego, wolnego od GMO białka paszowego i konsumpcyjnego.

Płodozmian uwzględniający lokalne gatunki motylkowe stref umiarkowanych jak groch, bobik, kończyna, lucerna, to fundament rolnictwa zrównoważonego, bioróżnorodności przyrody, bezpieczeństwa klimatycznego i Zielonego Ładu w rolnictwie Europy.

Na koniec polecam obejrzeć filmy przedstawiające zbiór kombajnowy naszego grochu samostojącego na białko w suchym ziarnie:
https://www.youtube.com/watch?v=UTDSxf7OI2k
i na warzywo sałatkowe:
https://www.youtube.com/watch?v=Qnw1kogMM9k

HISTORIA WYNALAZKU (dla naukowców i specjalistów)

Genetycznym uwarunkowaniem cechy wąsolistności, która polega na zamianie części aparatu liściowego w silnie rozwinięte wąsy czepne (Fot.25) zajmowałem się już jako magistrant w Katedrze Genetyki i Hodowli Roślin Wyższej Szkoły Rolniczej w Poznaniu. Ostatnie studenckie lato 1971 z pasją spędziłem na poletku doświadczalnym do mojej pracy magisterskiej w Zakładzie Doświadczalnym WSR w Złotnikach pod Poznaniem, gdzie mój mistrz i promotor Profesor Julian Jaranowski, któremu karierę zawdzięczam, czasem mnie niespodziewanie wizytował (Fot.2). To wtedy w tej pracy (Spis literatury: poz.3) po raz pierwszy użyliśmy polskiego terminu "groch wąsolistny" na określenie cechy powodowanej genem "afila". Ta nazwa trwale przyjęła się w naszym rolnictwie. Moja praca magisterska została wyróżniona, co mnie przekonało do pozostania w nauce.

Wiosną 1972 materiał roślinny pochodzący z doświadczenia w Złotnikach, za radą Profesora Jaranowskiego, wysiałem na poletkach w Zakładzie Doświadczalnym Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin w Przebędowie k/Poznania, pod kątem kontynuowania pracy naukowej po studiach. To był początek hodowli grochów wąsolistnych nie tylko w Polsce, ale także w świecie. Cieszę się, że ta działalność w ZD IHAR w Przebędowie kontynuowana jest do dnia dzisiejszego.

Latem 1972, na tych poletkach pod masztem radiowym w Przebędowie, wykonałem "historyczne" krzyżowania w celu połączenia genu "afila" warunkującego wąsolistność z genem "le" warunkującym niskopienność. Moja koncepcja połączenia tych dwóch genów była wtedy oryginalna i pionierska, ale przyznaję nie spadła mi z nieba jak cudowne olśnienie. Nie była też efektem podpowiedzi mojego mistrza Profesora. Wydedukowałem ją mozolnie dzięki studiowaniu prac Normana Borlauga (Fot.12), twórcy tzw. Zielonej Rewolucji.

Genialnie proste spostrzeżenie Borlauga, że skrócenie słomy nie powoduje skrócenia kłosa a wielokrotnie poprawia sztywność rośliny i tym samym zdolność dźwigania większego plonu, doprowadziło tego największego hodowcę roślin wszechczasów do nagrody Nobla w roku 1971 i jak się obecnie szacuje, uratowało od śmierci głodowej około jednego miliarda ludzi. Zbiory pszenicy i ryżu w takich krajach jak Meksyk, Indie i Chiny wzrosły sześciokrotnie. Okazało się, że krótsza, a tym samym sztywniejsza słoma nie wylega nawet przy intensywnym nawożeniu. Tak powstały tzw. odmiany intensywne, które są dziś podstawą wyżywienia ludzkości.

Norman Borlaug był wtedy dla mnie, młodego pasjonata nauk rolniczych, wielkim autorytetem. To jeden z tych kilku wielkich noblistów, którzy jak np. odkrywcy DNA, penicyliny czy tranzystora walnie przyczynili się do rozwoju naszej cywilizacji. Słynne zdanie wypowiedziane w 1971 podczas uroczystości w Sztokholmie: "We have made this choice in the hope, that providing bread will also give the world peace", do dziś wzbudza u mnie dreszczyk emocji. Ten Nobel spowodował też podniesienie rangi nauk rolniczych.

Głównym celem i efektem Zielonej Rewolucji było wzmocnienie struktury mechanicznej rośliny tak, aby łan mógł unieść dużą masę plonu powodowaną wysokim nawożeniem. I to jest cała idea, która obowiązuje i działa do dziś, gwarantując wyżywienie 7 miliardów ludzi. Teraz czasem odzywają się głosy, że to nieporozumienie, że zielona rewolucja była błędem a wystarczyło skupić się na ograniczeniu przyrostu naturalnego tylko itp. Nie zgadzam się z tą narracją. Wynalazek Borlauga działa dziś bardziej niż wczoraj i działać będzie przez wieki. Nie było i długo nie będzie takiego człowieka na naszej planecie o którym można powiedzieć, że uratował miliard ludzi od śmierci głodowej. Ale takich, którzy swoimi pomysłami przyczynili się do śmierci tysięcy a nawet milionów historia zna setki.

Biologiczną podstawą Zielonej Rewolucji były geny skrócenia słomy pszenicy "Norin-10" i ich odpowiedniki w ryżu. Skoro Borlaugowi udało się na zbożach to może uda się w prosty sposób ekstrapolować ten pomysł na groch zwłaszcza, że gen niskopienności "le" od dawna był dostępny w bankach genów i czekał na swoje wejście na scenę? I oczywiście w połowie lat 60-siątych hodowcy grochu w kilku krajach Zachodniej Europy i Ameryki rzucili się na ten gen niskopienności grochu z pasją.

Jak zaczynałem swoją karierę w roku 1971 to w Polsce jeszcze niskopiennych grochów nie uprawiano, ale na poletkach Centralnego Ośrodka Badania Odmian w Słupi Wielkiej testowano już wstępnie kilka pierwszych odmian holenderskich (Porta, Allround), niemieckich (Neuga, Neugatersleban), węgierską IP3 i pierwszą polską odmianę niskopienną Heros.

Pędzony ciekawością pojechałem do Słupi Wielkiej latem 1971 przed żniwami i rozczarowałem się. Popadał deszcz i… wszystko leżało. Okazało się, że cecha niskopienności wcale nie eliminuje wylegania u grochu i to mimo, że skrócone łodygi prawie na całej długości miały silne tkanki mechaniczne i były sztywne. Okazało się wkrótce, że zbiór kombajnowy tych niby nowoczesnych krótko łodygowych odmian był bardzo utrudniony, z dużymi ilościowymi i jakościowymi stratami plonu (Fot.1983a, Fot.1983b).

Zastanawiałem się dlaczego tak się dzieje? Dlaczego proste zastosowanie idei Borlauga, czyli skrócenie łodygi, w przypadku grochu nie daje spodziewanej odporności na wyleganie? Dlaczego to nie działa tak jak w niskopiennych pszenicach?

Na te pytania taką odpowiedź wtedy wydedukowałem: groch to nie jest zboże. Słoma w zbożach jest u nasady grubsza i bardzo sztywna i zwęża się stopniowo w kierunku kłosa. Dlatego w zbożach, tak jak w drzewach, korzeń i sztywny pień razem przejmują na siebie poziome siły napierającego wiatru. Matka natura stworzyła zboża jako rośliny samostojące, sztywno zakotwiczone w glebie. Groch to zupełnie inna rodzina w świecie roślin. To inna para kaloszy potocznie mówiąc. Ewolucja stworzyła groch jako roślinę płożąco-pnącą. Najpierw w poszukiwaniu jakiejkolwiek sztywnej podpory płoży się po powierzchni gleby a potem jak już ją znajdzie, chwyta się wąsami czepnymi i pnie się ku górze. Dlatego całe wieki nasze babcie hodowały groch na patykach, sznurkach i innych podpórkach. Łodyga grochu jest zbudowana odwrotnie niż u zbóż. W części nasadowej, tuż przy glebie jest cienka i elastyczna celowo aby mogła się najpierw zgiąć i płożyć a tym samym zwiększyć pole poszukiwań sztywnej podpory w sąsiedztwie. Grubości i sztywności łodyga nabiera w dalszych partiach, gdy już tę podporę znajdzie i przyjmie pozycję do pionu. Właśnie przez to elastyczne przewężenie u nasady łodygi, przez to elastyczne zakotwiczenie, korzeń grochu jest całkowicie wyłączony z funkcji utrzymywania rośliny w pozycji pionowej. Tę funkcję z nakazu ewolucji mają spełniać wąsy czepne. Ale w łanie polowym nie ma obcych podpór, tych "babcinych" patyków. Funkcję podpór w łanie produkcyjnym muszą i mogą spełniać sąsiednie rośliny. Trzeba tylko do tej struktury dodać naprawdę dobrze działający aparat czepny. Gen niskopienności w grochu samotnie nie działa tak jak trzeba. On musi mieć towarzysza, który będzie z nim współpracował. Tym towarzyszem będzie gen wąsolistności "afila".

Tak oto wtedy latem 1971 zdecydowałem co będę w najbliższych latach robił. Trzeba połączyć gen wąsolistności "afila", który był wtedy przedmiotem mojej pracy magisterskiej, z genem niskopienności "le", którego nośnikami było tych kilka nowych zachodnioeuropejskich odmian. Trzeba stworzyć formę niskopienno wąsolistną. Założyłem hipotetycznie, że w takim łanie nastąpi współdziałanie sił pionowych, wzdłuż krótkich sztywnych łodyg z siłami poziomymi wzajemnego powiązania się roślin za pomocą rozbudowanych wąsów czepnych "afila". To jest schemat działania rusztowania budowlanego, gdzie powiązane elementy poziome i pionowe tworzą konstrukcję, która dla podtrzymania swojej struktury nie potrzebuje sztywnego zakotwiczenia w glebie. Tak oto sformułowałem hipotezy, które należało eksperymentalnie udowodnić.

Geny żyją długo, bardzo długo, czasami w swoim życiu zmieniają się tylko (mutują), ale ich życie zwykle trwa miliony lat. Krótko zaś żyją nośniki genów, czyli organizmy. Każdy z nas jako organizm jest dla ewolucji tylko tymczasowym nośnikiem, pojemnikiem na nogach do przeniesienia genów na następne pokolenie. Po wykonaniu zadania staje się niepotrzebnym „pustym opakowaniem” i musi być poddany recyklingowi atomów czyli śmierci i rozpadowi. A nasze geny sprytnie schowane są wtedy w ciałach naszych dzieci i wnuków aby dalej żyć. Wiem, że to brutalna dygresja, ale takie są prawa ewolucji.

Skoro geny żyją długo to każdy z nich ma swoją długą historię. Dlatego teraz parę słów o historii genu wąsolistności "afila", bo on w tym opowiadaniu jest głównym bohaterem.

Są trzy oryginalne, opisane w literaturze, źródła genu wąsolistności. Dwie mutacje naturalne, czasami nazywane spontanicznymi i chronologicznie ostatnia, ale pierwsza z którą się zetknąłem, nasza polska mutacja sztuczna opisana przez prof. Jaranowskiego w roku 1970 (Spis literatury: poz.2). Mutant Jaranowskiego był rośliną wysoką ok. 2 m o wiotkiej, płożącej łodydze jak wszystkie uprawiane wtedy odmiany grochu oraz posiadał bardzo drobne nasiona z czarnym znaczkiem. Mutanta tego w czystej postaci namnożono w Zakładzie Doświadczalnym Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin w Przebędowie i w 1973 roku zgłoszono do badań wstępnych Centralnego Ośrodka Badania Odmian Roślin Uprawnych jako odmianę peluszki pod nazwą „Wąsata”. Ten anachroniczny podgatunek o botanicznej nazwie Pisum arvense uprawiano wtedy w Polsce na tzw. zieloną masę pokarmową dla zwierząt gospodarczych lub jako poplon na przyoranie tzw. zielony nawóz. Zastosowanie w peluszce cechy zamiany listków w wąsy czepne było nieporozumieniem, gdyż ta cecha właśnie ograniczała plon zielonej masy. Wynika z tego, że wówczas nie było pomysłu na praktyczne wykorzystanie tej nowej cechy. Zresztą nie tylko w Polsce takiego pomysłu nie było.

Mutacja wąsolistna znana była i dostępna w kolekcjach światowych kilkadziesiąt lat wcześniej. Fiński hodowca V. Kujala już w roku 1950, 60 km od Helsinek, znalazł w populacji wysokiego grochu jedną roślinę, u której wszystkie listki liścia złożonego zamienione były w silnie rozgałęzione wąsy czepne. Była to niewątpliwie tzw. mutacja naturalna (Spis literatury: poz. 8). Mutant ten zachował wysoką wiotką łodygę i drobne marszczone ziarno jak wszystkie pozostałe rośliny na tym polu a ta zmutowana cecha wąsolistności okazała się dziedzicznie trwała. Czołowy genetyk grochu dr Stig Blixt (1930-2009) (Fot.20), z którym się zawodowo przyjaźniłem, powiedział mi osobiście, że Rosjanie w latach 50-siątych przejęli mutanta Kujali, namnożyli w czystej postaci i próbowali bez powodzenia wdrożyć do uprawy jako swoje osiągnięcie pod swoją nazwą "Usatyj5". Przez długie lata "Usatyj5" był dostępny w Leningradzkim banku genów WIR i ja go też sprowadziłem w roku 1974 za pośrednictwem Profesora Jana Tomaszewskiego z Akademii Rolniczej w Olsztynie. Z literatury wynika, że jest to najwcześniejsze źródło wąsolistności kiedykolwiek opublikowane w literaturze. Zarówno sam Kujala jak i hodowcy w ówczesnym Związku Radzieckim jak widać też nie znaleźli pomysłu na zastosowanie tej cechy.

Wreszcie na 5 lat przed Jaranowskim, identycznego wysokiego mutanta wąsolistnego opisał argentyński badacz J.B. Goldenberg. Znalazł go w populacji wysokiej odmiany „Cuarentona”. On także przeoczył możliwość praktycznego zastosowania tego genu, ale jako pierwszy nadał mu łacińską nazwę "afila" co znaczy bezlistny (patrz: Spis literatury poz. 1). Nazwa ta nie jest precyzyjna, bo duże przylistki pozostają bez zmian, ale została przyjęta przez dwóch ówczesnych wielkich genetyków grochu, wyżej wspomnianego Szweda S. Blixta i Niemca H. Lamprechta, zarówno na oznaczenie cechy wąsolistności jak i nazwy genu, który ją warunkuje. Dzięki Goldenbergowi w języku angielskim przyjęła się nazwa "afila peas".

W roku 1971, gdy przyłączyłem się do zespołu Profesora Jaranowskiego, najstarsze źródło wąsolistności znane było od 18 lat. Dlaczego ten genialny gen, który dziś pracuje owocnie na 95%-tach areału upraw grochu na świecie, tak długo czekał na swoje wyjście na scenę?

Są dwie przyczyny tego opóźnienia. Pierwsza, to powierzchowna początkowa niechęć hodowców do tej cechy, która ogranicza powierzchnię asymilacyjną rośliny zamieniając część aparatu liściowego w wąsy czepne. "To jest panie magistrze cecha uwsteczniająca,... ograniczenie asymilacji doprowadzi do obniżki plonu,... to jest krok wstecz" – takie argumentacje słyszałem wielokrotnie od starszych kolegów na początku moich prac . Całe szczęście, że im nie uległem. Druga przyczyna ignorowania tego cennego genu to fakt, że do efektywnej pracy potrzebował on koniecznie towarzysza. Tym niezbędnym towarzyszem współpracującym jak już wiemy jest gen niskopienności "le". Szczególna przydatność genu "le" wynika stąd, że skrócenie łodygi dokonuje się przez skrócenie długości tzw. międzywęźla, przy zachowaniu, co jest bardzo ważne, tej samej liczby liści i węzłów płodnych na roślinie.

Były dwie próby zaprzęgnięcia genu "afila" do pracy "w samotności", bez towarzystwa genu "le" i dlatego skończyły się niepowodzeniem. Pierwszą, jak już wiemy, zrobili Rosjanie pod koniec lat 50-siątych z mutantem Kujali Usatyj5. Drugim takim nieporozumieniem była nasza odmiana "Wąsata" w latach 70-siątych. Wiotka dwumetrowa łodyga w ogóle nie współpracowała z wąsami czepnymi a stopień wylegania peluszki "Wąsatej" był taki sam jak tradycyjnych, liściastych odmian grochu i peluszki. To wszystko razem przez długie lata zniechęcało hodowców do praktycznego wykorzystania genu "afila".

Ale jest wiosna 1972 i wracamy na poletka do Przebędowa. Jak już wspomniałem, wysialiśmy tu materiały roślinne pochodzące z doświadczenia do mojej pracy magisterskiej, jako źródło genu wąsolistnośći "afila" a tuż obok próbki nasion 6-ciu wyżej wymienionych odmian niskopiennych normalnie ulistnionych, otrzymanych z COBORU w Słupi Wielkiej jako źródło genu niskopienności "le". Na początku czerwca 1972 wykonałem kilkadziesiąt pionierskich i historycznych dziś krzyżowań. Roślinami matecznymi były wyłącznie odmiany niskopienne a pyłek do krzyżowań pobierałem z moich wysokich "wąsaczy". Zebrane nasiona pokrzyżówkowe wysiałem jesienią w szklarni w Przebędowie, uprzednio instalując tam sztuczne doświetlenie. Wszystkie rośliny pierwszego pokolenia miały wysoki wzrost - co mnie upewniło, że krzyżowania się udały.

Po zbiorze nasion pierwszego pokolenia w lutym 1973 zostałem przeniesiony służbowo, wraz z częścią materiału roślinnego, z ZD IHAR w Przebędowie do Centrali IHAR w Radzikowie pod Warszawą. Była to decyzja ówczesnego Dyrektora Naczelnego IHAR Profesora Stanisława Starzyckiego (Fot.18) a sam się o to starałem, ponieważ ówczesny długoletni dyrektor w Przebędowie, bardzo wysoko ustawiony aparatczyk partyjny, próbował odebrać mi temat i materiały i popadłem z nim w konflikt. Bałem się panicznie tego człowieka i jego wpływów aż do jego przedwczesnej śmierci, bo ścigał mnie i szkodził niebywale. Z tego strachu zaproponowałem mu później współautorstwo pierwszej odmiany wąsolistnej "Sum" w nadziei, że trochę „odpuści”. Mój mistrz Profesor Jaranowski, znając moją sytuację, pobłogosławił wprawdzie decyzję o przeprowadzce do Radzikowa, ale zrobił to bardzo niechętnie bo on miał znowu "na pieńku" z Profesorem Starzyckim. Kontakty z moim Mistrzem uległy ochłodzeniu na kilka lat, nad czym bolałem, ale miałem to szczęście, powróciły do normy po obronie doktoratu, niestety już krótko przed niespodziewaną i przedwczesną śmiercią nieodżałowanego Profesora w roku 1983.

Segreganty niskopienno wąsolistne pojawiły się na moich poletkach w Instytucie Hodowli i Aklimatyzacji Roślin w Radzikowie pod Warszawą w sezonie wegetacyjnym 1973 i wtedy były to pierwsze i jedyne tego typu rośliny na świecie. W tej publikacji zamieściłem zdjęcia tych pierwszych historycznie roślin (Pdf.1). Swoim odmiennym wyglądem wzbudzały ogromne zainteresowanie pracowników i licznych gości Instytutu. W IHAR-rze miałem w tych latach dobre warunki do pracy (Fot.21), jednakże przeszkadzała trochę presja i ówczesna tzw. propaganda sukcesu, która w nauce jest szkodliwa.

Tezy naukowe całej koncepcji po raz pierwszy opublikowałem w periodyku Nowe Rolnictwo w roku 1974 (Spis literatury: poz.4) (Pdf.1).

W ciągu następnych kilkunastu lat pracy naukowej w IHAR, w Stacjach Hodowli Roślin Zjednoczenia Hodowli Roślin i Nasiennictwa i na uniwersytetach amerykańskich, udowodniłem eksperymentalnie, że włączenie genu wąsolistności "afila" do odmian niskopiennych skutkuje ok. 20%-ową zwyżką plonu, lepszą jakością zbieranego ziarna i ogromnym ułatwieniem przy zbiorze kombajnowym grochu. Struktura zewnętrzna rośliny została ostatecznie wymodelowana i dopasowana do wymagań współczesnego rolnictwa. Wyniki przedstawiłem w oryginalnych publikacjach naukowych w języku polskim w roku 1977 (Spis literatury: poz.5) (Pdf.2) i w angielskim w roku 1982 (Spis literatury: poz.7) (Pdf.3), a także w mojej pracy doktorskiej, którą obroniłem na Akademii Rolniczej w Szczecinie w styczniu 1981, pod kierunkiem Prof. dra Mariana Piecha (Spis literatury: poz. 6).

W roku 1976 zgłosiłem pionierską formę grochu niskopienno wąsolistnego do badań odmianowych Centralnego Ośrodka Badań Odmian Roślin Uprawnych w Słupi Wielkiej, oznaczoną wstępnie jako R2/73, tym dokumentem podpisanym przez ówczesnego Dyrektora IHAR Profesora Stanisława Starzyckiego (Pdf.4). Niezależne 3 letnie badania wstępne COBORU potwierdziły w pełni wyniki moich własnych badań i ta nowa architektura grochu w roku 1979 została oficjalnie wpisana w Polsce do Rejestru Odmian Oryginalnych pod nazwą "Sum". Była to pierwsza na świecie niskopienno wąsolistna odmiana grochu samostojącego (Fot.26). Tym samym ta nowa oryginalna koncepcja została po raz pierwszy w świecie wdrożona do produkcji tutaj u nas w Polsce.

Natychmiast w tym samym roku 1979 jeden ze współautorów, o którym wyżej wspomniałem, wraz z mafią esbecką z Centrali Handlu Zagranicznego Rolimpex sprzedali licencję na odmianę "Sum" do Republiki Federalnej Niemiec i w ten sposób materiał roślinny stał się dostępny dla hodowców w całej ówczesnej Unii Europejskiej (EWG). Mnie wtedy nikt o nic nie pytał, Ministerstwo Rolnictwa wypłaciło mi jednorazowo 800 zł należnej przepisami premii autorskiej.

Pamiętam też jak wczesną wiosną 1980 nasz „wielki brat” ze wschodu, w „braterski” sposób poprosił moich zwierzchników, aby połowę najbardziej zaawansowanych materiałów nasiennych przygotowanych do siewu doświadczalnego w Stacji Hodowli Roślin Prusinowo w woj. szczecińskim, dostarczyć do Ambasady Radzieckiej w Warszawie w ciągu 24 godzin. Dwa Żuki jechały przez noc do Warszawy, ten pierwszy z workami, a za nim drugi pusty na wypadek gdyby ten pierwszy się zepsuł.

Ja wtedy wykonałem gest desperacki i na owe czasy wielce ryzykowny. Przemyciłem drogą pocztową, pod zmienioną dokumentacją, kilkanaście kilogramów nasion najbardziej zaawansowanych samo stojących rodów wąsolistnych w identycznym zestawie próbek do kilku uniwersyteckich ośrodków genetyki i hodowli roślin w USA. To zaowocowało naukowym stypendium i moim wyjazdem do USA wiosną 1982, gdzie przez trzy ostatnie lata kariery naukowej pracowałem na swoich materiałach w rolniczych stacjach eksperymentalnych tych kilku uniwersytetów ( Fot.22, Fot.23, Fot.24 ). Na Cornell University, wykorzystując zjawisko zwane a genetyce „crossing-over”, udało mi się połączyć gen „i” warunkujący ciemno zielony kolor groszku warzywnego z naszym genem „afila”, co umożliwiło zastosowanie mojego wynalazku także w hodowli warzywnych odmian grochu w Ameryce (Pdf.15) (Spis literatury poz. 9). Wraz z kolegami amerykańskimi pracowałem też z sukcesem nad dodatkowym usztywnieniem łodygi co doprowadziło do dalszej poprawy tzw. efektu zbożowego podczas zbioru. Na seminariach uniwersyteckich szkoliłem hodowców roślin i studentów agronomii w zakresie wdrożenia naszego polskiego wynalazku do masowej produkcji.

Pierwsze w Ameryce odmiany niskopienno wąsolistne wyhodowano na bazie polskich materiałów na Washington State University w Pullman już połowie lat 80-siątych. Pamiętam jak dziś to gorące lato 1983 spędzone na Spillman Research Farm z moimi polskimi grochami (Fot.23). Ktoś mi tam wtedy powiedział, że w roku 1956 na poletkach tej uniwersyteckiej stacji doświadczalnej, przy użyciu japońskiego genu „norin10”, powstała pierwsza w świecie niskopienna odmiana pszenicy „Gaines” co zapoczątkowało ogólnoświatową Zieloną Rewolucję Normana Borlauga. To jest oczywiście czysty przypadek, ale tej ekstazy wtedy nie zapomnę do końca życia. Zawód naukowca, jeżeli tylko jest wykonywany z pasją, tak jak zawód artysty czasem wynagradza nas takimi pozytywnymi emocjami, dla których warto żyć, pracować a czasem nawet poświęcić się. Spotkałem tam wtedy kolegów hodowców roślin strączkowych z Australii, Nowej Zelandii, Indii, którzy uczestniczyli w moich seminariach na WSU a potem wrócili do swoich krajów z próbkami nasion.

Zawsze jakoś instynktownie uważałem, że nauka powinna być otwarta na świat zewnętrzny i służyć ogólnemu dobrobytowi społeczeństwa, zwłaszcza jeżeli pracuje się w tematach związanych z podstawowymi potrzebami ludzkości jakimi są żywność i zdrowie. Niestety w dzisiejszym świecie komercja mocno wkrada się do nauk stosowanych i obserwuję jak te moje romantyczne poglądy są czasem brutalnie weryfikowane przez prawo patentowe, umowy sponsorskie itp.. Nie ma na to rady, nauka potrzebuje dużych funduszy i romantyzm trzeba czasem schować do kieszeni. Ale wtedy też mogą być wypaczenia np. kiedyś jakiś sprytny makler w Nowym Yorku kupił, od drugiego mniej sprytnego, prawa patentowe do leku ratującego życie i na drugi dzień jedna tabletka w aptekach kosztowała 700 dolarów.

Państwo musi zapobiegać takim wypaczeniom. Prezydent Clinton za namową Jamesa Watsona, jednego z odkrywców DNA, wyłożył z kasy federalnej kilka miliardów dolarów i nie dopuścił aby firmy komercyjne zdobyły prawa patentowe do genomu człowieka a chętnych na tą inwestycję było wielu. Ale zboczyliśmy z tematu, zejdźmy na ziemię.

Jak przybyłem do Stanów to farmerzy uprawiali wtedy powszechnie niby nowoczesne normalnie ulistnione odmiany grochu. Te pola pięknie wyglądały tylko podczas kwitnienia (Fot.22), znacznie gorzej podczas żniw, wszystko im wylegało. Tak wtedy zbierał groch mój przyjaciel farmer Fred na swojej farmie w Idaho (Fot.1983a, Fot.1983b). I ja im tam wtedy wprowadziłem nasz pracowity polski gen "afila" rodem z Poznania. Po 25 latach odwiedziłem Freda na jego farmie podczas żniw, aby sprawdzić jak ten nasz polski "pracuś" się sprawuje: (Fot.2008a, Fot.2008b, Fot.2008c). Fred powiedził: "Good job!".

Hodowcy kanadyjscy oceniają, że skokowy postęp biologiczny oraz wielki apetyt Chińczyków i Hindusów przyczyniły się do potrojenia światowej produkcji grochu, która obecnie wynosi 15 mln ton suchego ziarna i 20 mln ton zielonego groszku warzywnego. Te 35 mln ton razem to tyle co np. połowa światowej produkcji rzepaku lub 5% pszenicy.

Zaniedbania systemowe, które ograniczają uprawę grochu wynikają z olbrzymiej konkurencji importowanej soi z obszarów „krótkiego dnia” Brazylii, Argentyny i USA jako źródła białka paszowego do produkcji mięsa na całym świecie. Płodozmian pozbawiony sanitarnego wpływu roślin motylkowych prowadzi do wielkich szkód środowiskowych, klimatycznych i olbrzymiej degradacji gleb na pozostałych „nie sojowych” terenach rolniczych naszej Planety. W Brazylii wycina się Puszczę Amazońską pod uprawy soi, która potem płynie dymiącym statkiem i ekonomicznie wypiera ekologiczną uprawę grochu w Europie, Azji i Australii co czyni wielokrotne szkody dla środowiska naturalnego i klimatu Planety.

Sprawa równomiernej propagacji uprawy roślin motylkowych musi być rozwiązana w formie klimatycznych porozumień międzynarodowych – to jest problem olbrzymiej wagi w obliczu konieczności ograniczeń zużycia gazu kopalnego do produkcji nawozów azotowych i redukcji śladu węglowego Planety.

Tylko 4 gatunki roślin motylkowych bezemisyjnie chwytają z powietrza i pozostawiają w glebie 100-150 kg czystego azotu na 1 hektar uprawy rocznie: groch i bobik w uprawie na ziarno oraz kończyna czerwona i lucerna w uprawie na susz zielonej masy. Wszystkie pozostałe tzw. leniwe gatunki motylkowe, w tym absolutnie dominująca soja (80%), mają wydajność chwytania azotu z powietrza o 1/3 niższą.

Wartość żywieniowa białka sojowego dla ludzi jest silnie kontestowana ze względu na trudne do odseparowania zanieczyszczenia estrogenami. Białko grochu jest pod tym względem czyste a w proporcjach amioniokwasowych jest podobne do białka zwierzęcego.

Przyszłość ludzkości to stopniowa rezygnacja z befsztyku, steka i schabowego na rzecz wyrobów mięso podobnych produkowanych na bazie koncentratu białka roślinnego produkowanego z grochu. Grochowe koncentraty białkowe produkowane są już na masową skalę w Kanadzie, na razie głównie na eksport do krajów wegetariańskich jak Indie i Pakistan. Trzeba nam zmienić nawyki żywieniowe poprzez zalecenia medyczne i też przymus cenowy. Białko roślinne jest wielokrotnie tańsze od białka zwierzęcego i ma wielokrotnie mniejszy ślad węglowy.

Największym producentem grochu na suche ziarno (ok. 30% produkcji światowej) jest Kanada. Latem 2008 wstąpiłem przejazdem na University of Saskatchewan w Saskatoon. Przyjął mnie Prof. Bert Vandenberg (Fot.13), który jest autorem kanadyjskiego projektu wdrożenia wąsolistnych odmian samostojących. Zapytałem nieśmiało jaki jest udział nowych odmian w uprawach kanadyjskich. Bert powiedział : "100 % and this is all your germ". To samo powtórzył dr Fred Muehlbauer z Washington State University w Pullman (Fot.17). Pomyślałem sobie - dla takiej chwili warto było poświęcić kilkanaście lat młodego życia.

Miła jest ta świadomość, że nieco poprawiłem matkę naturę, która stworzyła groch jako roślinę długą, płożąco-pnącą i taką człowiek uprawiał przez 8 tys. lat a mnie w ciągu kilkunastu lat udało się upodobnić ten gatunek do stojącego zboża. Najkrócej ten postęp obrazują te dwa krótkie filmy na Youtube przedstawiające żniwa wąsolistnego grochu na suche ziarno:
https://www.youtube.com/watch?v=Tu8I4nNAZqc oraz żniwa wąsolistnego groszku warzywnego, który Szanowny Czytelnik pewnie nie raz smakował nie wiedząc, że to jest nasz polski wynalazek: https://www.youtube.com/watch?v=Qnw1kogMM9k

Ponieważ od tamtych czasów minęło 40 lat, zaszła potrzeba przypomnienia i sprawdzenia opinii o naszym wynalazku we współczesnym środowisku naukowym. Specjalistów naukowców zachęcam do zapoznania się z angielskim tekstem zatytułowanym: „History of Pea Grand Design 1950-1985”.

Dziś mam dużo czasu na kontemplacje, także te filozoficzne, które dopadają każdego myślącego człowieka. Każdy z nas mniej lub bardziej świadomie dąży do pozostawienia jakiegoś znaku po sobie, czegoś, co będzie świadczyć o naszym pobycie na tej planecie. Może to być pamięć potomstwa, pobudowane domy, firmy, fortuny finansowe, posadzone drzewa, osiągnięcia polityczne, naukowe, kulturalne, sportowe.

Nie dbam o pamięć imienną, bo ta dla takiego śmiertelnika jak ja kończy się po paru pokoleniach. Mam tylko świadomość dla siebie i nadzieję także, że mój znak pozostawiony, ten mikroskopijny gen-znak biologiczny, który objawia się wielkimi wąsami w grochu, dzięki cudownej biologicznej samo replikacji może okazać się trwalszym od tych wszystkich wyżej wymienionych i przetrwa... może nawet następne 8 tys. lat uprawy grochu przez człowieka.


Wszystkie teksty i załączniki na tej stronie internetowej są wolne od praw autorskich i mogą być dowolnie publikowane. Bardzo zachęcam do dyskusji.

Materiały do tej publikacji pomogli mi zebrać i konsultacji udzielili: Profesor Stefan Malepszy – Polska Akademia Nauk, Profesor Piotr Węgleński - Polska Akademia Nauk, Dr Kazimierz Wiatr - COBORU w Słupi Wielkiej, Profesor Andrzej Wojciechowski - Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Profesor Kevin McPhee – Monatana State University, Profesor Bert Vandenberg - University of Saskatchewan, Profesor Fred Muehlbauer - Washington State University, Dr Julie Hofer - University of Auckland, Nowa Zelandia. Profesor Maciej Buchowski – Vanderbilt University, Nashville oraz mój kuzyn Profesor Dave Kielpinski – Griffith University, Brisbane, Australia. Wyżej wymienionym autorytetom, za udzieloną pomoc, serdecznie dziękuję.

Dr Mieczysław Kiełpiński (tmkielpin@yahoo.com)

Spis literatury:

  1. Goldenberg J.B. 1965. Afila, a new mutant in pea (Pisum sativum ), Boletin Genetico 1: s.27-31
  2. Jaranowski J. 1970. Mutagenne działanie promieni gamma u Pisum arvense i Vici sativa. Biuletyn IHAR, 1-2, s.22-25
  3. Kiełpiński M. 1972. Analiza genetyczna pokolenia F2 z krzyżówek radiomutantów z odmianami i liniami Pisum sp.. Praca magisterska niepublikowana.
  4. Kiełpiński M. 1974. Nowy kierunek w hodowli grochu. Nowe Rolnictwo, 9, s.1-3
  5. Kiełpiński M. 1977. Możliwości zwiększenia produkcji białka roślinnego w oparciu o grochy wąsolistne. Nowe Rolnictwo, 24, s.4-8
  6. Kiełpiński M. 1981. Ocena wartości gospodarczej nowych morfotypów grochu otrzymanych z połączenia kilku cech morfologicznych ulistnienia i łodygi. Akademia Rolnicza w Szczecinie.1981, praca doktorska.
  7. Kielpinski M. Blixt S. 1982. The evaluation of „afila” character to its utility in new cultivars of dry peas. Agri Hortique Genetica. 40. XL. p.51-74
  8. Kujala V. 1953. Felderbse bei welcher die ganze Blattspreite in Ranken umgewandelt ist. Zoologicae Botanicae Fennicae ‘Vanamo’. 8: 44-45
  9. Kielpinski M. 1982. Suplementary evidence for the linkage of „afila” with mutants on chromosome 1., Pisum Newsletter, Vol. 14

Poznań, 24 sierpnia 2022

Liczba odwiedzin strony: 2744