Chemie a život – Topol
Lze jej nalézt v každém koutě zeměkoule. Daleko na severu rostou topoly vavřínové a balzámové; ve stepích a pouštích střední Asie – Bolle a pouštní topoly; na Sibiři a střední Asii – Simon a vonné topoly; Rodák ze Severní Ameriky, delta topol osídlil Evropu, včetně celé západní části SSSR jižně od Leningradu. A topol bílý je prostě všudypřítomný: jeho areál pokrývá Evropu a Sibiř, střední Asii a severní Afriku. A všechny tyto druhy hrdě nesou své rodové jméno — Populus.
Populus. Topol. Není pravda, že tato slova jsou si trochu podobná? Není se čemu divit: koneckonců jsou nejen významově stejné, ale také příbuzné rodinnými vazbami. Kdysi dávno, když dorazil do našeho regionu, ztratil „populus“, koncového cizince slovanských jazyků, a musel přizpůsobit jednotlivé zvuky místním jazykovým zákonům. Tak se zrodil ruský „topol“, ukrajinský „topol“ a český „topol“. Mnoho dalších jazyků nechtělo vytvořit nové slovo, ale také vzalo latinský název a přeměnilo jej každý svým vlastním způsobem – takto je anglický „toplar“, francouzský „Poplier“ a německý „Pappel“ se objevil. Takže topoly v mnoha jazycích vystopují svou linii zpět ke starořímskému „populus“.
Celkem je známo více než 100 druhů topolů, ale toto číslo se výrazně zvýší, pokud vezmeme v úvahu všechny odrůdy a hybridy. Mnoho takových hybridů bylo vytvořeno speciálně pro přizpůsobení topolu místním podmínkám. Například v Itálii byl vyvinut topol odolný proti větru pro výsadbu v údolí Pádu: často zde fouká silný vítr a obyčejné topoly, které nejsou nijak zvlášť pružné, se často lámou. U nás se zrodily takové nové druhy jako sovětský pyramidální topol (kříženec Turkestánu a bílého), ukrajinský topol bílý (potomek Bolleho a topolu bílého) nebo majestátní topol Jablokov, kterému se také říká pyramidální osika – výsledek křížení osiky s topolem Bolle.
Poblíž severních břehů jezera Balchaš se nacházejí háje vzácných pouštních topolů – turangas, které jsou pod státní ochranou. Jedná se o úžasně odolný strom, který dokáže růst jak v písku, tak na suché kamenité půdě, hojně nasycené solemi a vydrží jak kruté zimy, tak 40stupňová vedra. Díky práci kazašských vědců se turanga stala předkem desítky kříženců topolů, kteří se také nebojí horka, sucha ani slanisek. A rostou dvakrát rychleji než jejich rodiče, kteří jsou sami svou rychlostí růstu pověstní, protože tím jsou proslulé všechny topoly bez výjimky. Například na Ukrajině hektar topolového lesa vyprodukuje 24 kubíků dřeva ročně – více může poskytnout pouze vrba.
Dřevo topolu je světlé, bílé, měkké, snadno se zpracovává, za sucha se téměř nekroutí a nepraská, proto je ceněno v soustružení a truhlářství. Topol poskytuje stavební řezivo i materiál pro obaly, úspěšně konkuruje své relativní osice ve výrobě překližky a zápalek a slouží jako zdroj surovin pro papír a umělé hedvábí. A nyní, když se nad lidstvem vznáší hrozba energetické krize, se pro topol objevuje nová oblast použití. Ve Švédsku vznikla myšlenka vytvořit nový zdroj paliva – „energetické plantáže“ rychle rostoucích topolů a vrb, jejichž dřevní hmotu lze zpracovat na kapalné palivo – líh.
Lepkavá poupata topolu se zlatým leskem kdysi sloužila vědě: v minulém století z nich byl izolován flavonoid chrysin (což v řečtině znamená „zlatý“). A i když se ho brzy naučili syntetizovat, pupeny topolů ještě neztratily svůj význam jako zdroj perzistentního barviva, které dodává vlně všechny odstíny od světle žluté až po čokoládovou. Z pupenů se získává také silice pro parfumerii – slouží jako fixátor pachů. Rozsáhlý soubor biologicky aktivních sloučenin – glykosidy, organické kyseliny, pryskyřice, gumy, třísloviny a minerály – dává masti, odvary a tinktury z ledvin protizánětlivé, změkčující, analgetické, antimikrobiální vlastnosti. Rozsah použití takových léků v lidové i vědecké medicíně je přibližně stejný: léčba ran, řezů, modřin, popálenin.
Mladé listy topolu jsou zdravou potravou pro domácí mazlíčky: obsahují hodně karotenu a kyseliny askorbové. Je pravda, že s věkem se v listech hromadí éterické oleje, které potlačují chuť k jídlu, takže větve topolu na jídlo by se měly sklízet nejpozději v polovině léta. A včely získávají suroviny pro slavný propolis ze sekretů, které se hromadí v paždí listů.
I I. V. Mičurin si při pozorování mladých sazenic jabloní všiml, že topoly rostoucí v sousedství zpomalily a brzdily jejich vývoj. Pak to vysvětlil tím, že vysoké topoly „zadržují atmosférickou elektřinu“, kterou potřebují všechny rostliny. To je asi částečně pravda (ne nadarmo slouží topol rostoucí u domu jako výborný hromosvod). Ale přesto, hlavní vliv na okolní rostliny má, jak nyní víme, dech topolu. Kromě kyslíku uvolňuje do atmosféry velké množství různých těkavých látek, až 3 g za hodinu na metr čtvereční listů, a tedy až 300 kg na hektar topolového lesa. Tyto těkavé látky – fytoncidy – chrání hostitelskou rostlinu před škodlivými mikroorganismy. Topolové fytoncidy jsme se již naučili používat pro vlastní potřebu: sloužily například v boji proti slintavce a kulhavce u hospodářských zvířat. A některé těkavé látky vyzařované topolem mohou ovlivnit růst jiných rostlin – v závislosti na jejich koncentraci buď stimulují jejich vývoj, nebo potlačují klíčení semen, dusí je a dokonce je zabíjejí. To lze snadno ověřit, pokud pozorujete rostliny žijící vedle topolu. Zde je pole ovsa, chráněné před větrem topoly: na samém okraji pole jsou klasy žalostné, utlačované; čím dále od stromů, tím jsou velkolepější; ale pruh, kde je oves nejtučnější a nejvyšší – zde je koncentrace účinných látek vylučovaných topolem pro rostlinu optimální. Topol (stejně jako dub, vrba a další stromy) má stejný účinek na řepu, slunečnici, fazole a kukuřici. Těžko najít jiný strom, který by byl chráněn před nepřízní osudu jako topol. Ukazuje se, že dokonce i údery blesku trpí topol méně než kterýkoli z jeho zelených protějšků: pokud mohutné duby po přímém zásahu bleskem ztratí veškeré listy, pak koruna topolu zůstane téměř nepoškozena.
Topol se nebojí kouře, plynů ani prachu. Jsou známy případy, kdy topoly stojící poblíž velkých továren a zakoušející působení plynů vypouštěných jejich četnými trubkami, během léta až pětkrát shodily všechna svá olistění a přesto neuhynuly: listy rostly znovu a znovu. Studie ukázaly, že topol je velmi odolný vůči působení sloučenin síry, chlóru a fluoru. A nejenže je stabilní – jeho listy všechny tyto sloučeniny aktivně absorbují a čistí od nich vzduch. Neutralizují škodlivé látky, které znečišťují atmosféru – výpary čpavku, oxidy dusíku a některé další – a fytoncidy uvolňované topolem. A na oplátku dodává topol do vzduchu kyslík, kterého produkuje dvakrát více než dub a téměř třikrát více než lípa. Kromě toho je to také vynikající filtr: dospělý topol během léta vyčistí vzduch od 20-30 kg sazí a prachu.
To vše dělá topol nepostradatelným pro výzdobu městských ulic, zahrad a parků: potěší nejen oko, ale také pomáhá sladit dech továren s dechem lidí. Velký přínos má topol také při oživování hald – mrtvých hor prázdné skály, které stojí všude tam, kde se těží uhlí. Jen na Donbasu jich je více než tisíc. A pokud i ta nejmenší hromada odpadu zabírá až 3 hektary (a existují obři se základní plochou více než 20 hektarů), kolik půdy pod nimi umírá. Mnoho hald odpadu také hoří, otravuje vzduch, je nutné kolem nich vytvořit sanitární zóny, dále zahlcovat pole a zahrady, silnice a obytné budovy. Je prakticky nemožné buď odstranit horninu, ze které jsou vyrobeny, nebo ji použít, ačkoli takové pokusy byly učiněny. Zbývá jediná cesta: nejprve je uhasit (také obtížný, ale již splnitelný úkol), a pak, aby nezvětraly a neohlodaly, osázet stromy. A už dávno se všimlo, že na starých zaniklých hromadách odpadu je sama příroda jednou z prvních, které se topol usadil. A tak se pro umělé výsadby na odvodněné haldy odpadu začaly používat topol bílý a topol černý neboli ostřice, jak se také říká. Topol spolu s dalšími rostlinami již několik let pokrývá šedou haldu odpadu Donbasu zelení.
Zdálo by se, že topol je dobrý pro každého, ale má to jednu nevýhodu. Jeho širokému využití pro městské terénní úpravy brání topolové chmýří. V polovině května začíná topol plodit a koncem května – začátkem června se otevírají četné červenohnědé jehnědy a semena se rozptýlí do všech stran. Každé semeno má padák stovek nejjemnějších stříbřitých chloupků: jeden strom produkuje 20-30 milionů semen! Topol je prostě nucen produkovat takové myriády semen: každé z nich je malé, slabé a jeho šance na přežití jsou tak malé!
Fuzzy poletují vzduchem, lechtají vás na tváři, létají vám do nosu a úst, shromažďují se v načechraných skupinách na okraji chodníku, pokrývají vaše trávníky a plují podél řek a jezer. Toto zdánlivě neškodné chmýří poletovalo všude kolem už týdny. Není ale tak neškodný a způsobuje mnoho nepříjemností (i když může být prospěšný – například jako náhražka vaty nebo výplň). Chmýří ucpává ventilační kanály, ucpává kanalizaci, hromadí se v komínech, čímž vzniká nebezpečí požáru, a jako nezvaný host se prodírá do průduchů. U mnoha lidí se v tomto ročním období objeví alergie.
Ale ukazuje se, že tuto nevýhodu lze překonat – pokud se budete řídit starou dobrou radou: “Cherchez la femme!” – “Hledej ženu”. Topol je totiž dvoudomý strom: má samce a samice. Producentem chmýří jsou samičí stromy. A pokud je při výsadbě nezneužíváte, problém s chmýřím nevznikne. K tomu je třeba odebírat sazenice pouze vegetativního původu od samců, kteří nevytvářejí chmýří. Kromě toho, samčí stromy, jak se sluší zástupcům silnějšího pohlaví, jsou větší než samice a mají více větví – takže přínos je dvojnásobný.
Co ale dělat se vzrostlými samičími stromy, které byly vysazeny už dávno? Neměli bychom je pokácet? Samozřejmě, že ne – existuje galantnější cesta ven. Mladé topoly poprvé kvetou ve věku 10-12 let. Předtím přirozeně nevytvářejí chmýří a jsou proto zcela neškodné. A vzrostlé samičí stromy lze uměle „zkrátit“: stačí je oříznout brzy na jaře – odříznout staré větve. Stromu tento průběh zmlazení vůbec neuškodí, navíc ještě lépe poroste. A jeho život bude trvat a chmýří se brzy neobjeví. A pokud to nestačí, pomůže radikálnější kosmetická technika – během kvetení může být strom postříkán speciálním roztokem. Náušnice spadnou a nebudou žádné chmýří.
Ukazuje se tedy, že některé ženské nedostatky lze překonat. K tomu potřebujete jen trochu více pozornosti – no a trochu make-upu.
Topol je nejen nejrychleji rostoucí dřevinou v mírném podnebí, ale také druhem schopným růstu v agresivním městském prostředí s vysoce znečištěným ovzduším, utuženou, často zasolenou a špinavou půdou, se změněnými teplotními a vlhkostními podmínkami. A v těchto obtížných podmínkách může být strom zdravý a normálně se vyvíjet bez neustálé zvláštní péče.
Rychlý růst je velmi užitečná vlastnost stromu ve městě. Schopnost absorbovat prach, snižovat hluk, zvlhčovat a ochlazovat vzduch – všechny tyto užitečné vlastnosti závisí na velikosti koruny, protože listy mají hlavní absorpční povrch. Málokterý strom může velikostí korun konkurovat topolům. Saze a prach ze vzduchu se aktivně usazují na lepkavém povrchu listů. Topoly rostoucí na nejšpinavějších místech města, v blízkosti velkých dálnic nebo podniků, mají často listy, které vypadají našedlé a při bližším zkoumání na nich lze najít tmavý povlak sazí a prachu.
Spolu s velkou biomasou listů má topol nejdelší vegetační období. Velká biomasa listů také uvolňuje hodně kyslíku. Jeden středně velký topol dokáže za den vyprodukovat dostatek kyslíku k dýchání pro tři až čtyři lidi. Topol uvolňuje kromě kyslíku aromatické oleje a velké množství fytoncidů (těkavé látky, které ničí patogeny). Topol je skutečný přírodní filtr pro metropoli!
Za více než 200letou historii šlechtění topolů vzniklo mnoho různých odrůd tohoto plemene. Jedná se především o formy a hybridy s rychlým růstem pro pěstování na lesních plantážích, ale existuje také mnoho odrůd s vysokými dekorativními vlastnostmi (s pyramidálním nebo pláčem tvaru koruny). Ještě v sovětských dobách v Leningradu za aktivní účasti profesora Lesnické akademie P.L. Bogdanov provedl grandiózní program křížení různých druhů topolů.
Poté bylo realizováno 160 možností křížení, z nichž 75 bylo úspěšných. Odborníci vypěstovali 2500 hybridních sazenic a vybrali 32 stromů, z nichž čtyři doporučili k množení a použití. Mezi nejcennější exempláře hybridního topolu vybrané P.L. Bogdanovovy elitní klony jsou široce známé: Něvský topol, který se ukázal jako mrazuvzdorný a rychle rostoucí (v 6 letech dosáhl výšky 5,5 m) a Leningradský topol, který za příznivých podmínek ve stáří 7 let dosahuje výšky 10,5 m.
Rychle rostoucí formy topolů byly v poválečném období v našem městě hromadně vysazovány s cílem co nejrychleji obnovit jeho zelený potenciál. Dekorativní formy se prakticky nepoužívaly a jsou v mnoha ohledech terra incognita. V městských výsadbách je mnoho odrůd topolů, ale bez použití genetických metod je téměř nemožné jim porozumět. Prvním úkolem, kterému v současnosti čelíme, je porozumět genetické rozmanitosti výsadeb městských topolů, která se nashromáždila za mnoho let zavádění. Zde na pomoc přicházejí metody DNA otisků prstů, stejné, jaké se používají k identifikaci lidského jedince ve forenzní vědě. V podstatě, jak byly elitní klony P.L. znovu objeveny v moderních městských výsadbách. Bogdanov – Něvský a Leningradský topol?
Bohužel počátkem 70. let minulého století byly šlechtitelské práce na topolech přerušeny a přesné informace o výsadbách či jednotlivých stromech Něvského topolu a Leningradského topolu v Petrohradě a Leningradské oblasti se ztratily. V podmínkách Severozápadu Ruské federace tedy neexistovala možnost jejich studia, vegetativního množení, konzervace či průmyslového využití.
Pro vyhledání a obnovu ztracených klonových odrůd Něvského a Leningradského topolu jsme jako referenční vzorky použili autentické herbářové vzorky hybridních topolů od P.L. Bogdanov, kterou jako profesionál přenesl k uložení do herbáře Lesnické akademie. Porovnáním DNA referenčních herbářových vzorků a DNA topolových výsadeb ve městě pomocí molekulárních metod jsme byli schopni identifikovat jednotlivé stromy, ale i klonální výsadby elitních hybridů topolů vybraných P.L. Bogdanov v Petrohradě a Leningradské oblasti.
Nyní lze takové topoly množit řízkováním nebo získat sadební materiál pomocí mikroklonálního množení. Pokud jde o rychlost růstu, tyto hybridy topolů jsou skutečnými šlechtitelskými úspěchy: ukazatele zásob dřeva na plantážích Něvského topolu výrazně převyšují podobné ukazatele zdanění na plantážích borovice lesní a smrku ztepilého. To je dobrý příklad toho, jak moderní věda dokáže vyřešit velmi praktické problémy městského zahradničení.
Topol má bohužel i nevýhody. Tyto stromy se příliš dlouho nedožívají, napadají je škůdci a choroby a hlavně velmi obtěžují alergiky. Během plodů topolů trpí mnoho obyvatel města alergiemi. Jak je však známo, topolové chmýří není alergen. Jedná se o čistou celulózu. Je alergizován různými znečišťujícími látkami (pyly jiných rostlin, prach, umělé emise), které chmýří intenzivně adsorbuje.
Topoly je možné získat i bez chmýří, protože topolové chmýří není nic jiného než shluk četných tenkých hedvábných chloupků připevněných k základně drobného semínka, které mu slouží jako jakýsi padák. V důsledku toho je „topolové chmýří“ atributem samičí rostliny a samčí rostliny „neplstnají“. Moderní metody molekulární genetiky mohou problém chmýří snadno vyřešit. Za samčí pohlaví u topolů je zodpovědný nedávno identifikovaný gen, který nefunguje u samičích jedinců.
Přítomnost tohoto genu v jakékoli sazenici topolu lze snadno určit pomocí testu PCR, což znamená, že v sadbě lze ve velmi raných fázích identifikovat pouze samčí rostliny. Proto je možné vysadit samčí exempláře, které budou produkovat pyl spíše než semena s chmýřím. Posledně jmenované mohou být také alergenní, ale i tento problém lze vyřešit současnou úrovní rozvoje molekulárně genetických technologií. Metoda genové úpravy umožňuje zcela „vypnout“ geny zodpovědné za spouštění vývoje květů v topolu, rostlina se stane sterilní – bez plodů, bez pylu. Navíc takový strom není GMO – nenese cizí DNA, prostě v něm došlo k mutaci, i když za účasti výzkumníka. Mutace se totiž přirozeně vyskytují v každém živém organismu neustále.
Navzdory nevýhodám topolů existuje pochopení, že je nelze zcela opustit. To snižuje biologickou diverzitu městských fytocenóz. A další druhy mají také značné problémy v městských výsadbách: javor – verticillium, lípa – tyrostromóza, jilm – holandská choroba, jasan – chalar nekróza („smrtelná choroba“), ale bříza je nestabilní v podmínkách znečištění a kupodivu v hranice města jsou postiženy medovou houbou.
Topol rychle roste a v důsledku toho rychle stárne. V moderních podmínkách, kdy se stav pozemků každou chvíli mění, lze však tuto vlastnost topolu považovat za kladnou vlastnost. Topol může a měl by být použit v městské krajině. Rozhodně musí najít své „ekologické místo“.