Quinoa er kernesund og kan modstå kommende klimaforandringer

Inkariget var et stort og mægtigt imperium. Men efter at det blev invaderet af spanierne, bukkede det ikke desto mindre meget hurtigt under.

Inkaerne havde haft et højtudviklet jordbrug, og på det tidspunkt, hvor europæerne kom, havde de kultiveret mange arter af planter.

De nye koloniherrer indførte et system, hvor de indfødte dyrkede jorden for dem, og da koloniherrerne ikke viste stor interesse for inkaernes mad, foretrak de, at der blev dyrket planter, som de kendte i forvejen, og som de indførte fra Europa.

Langsomt gik det oprindelige jordbrug i glemmebogen.

Quinoa blev genopdaget

I 1989 udgav det amerikanske forskningsråd rapporten ‘Lost Crops of the Incas: Little Known Plants of the Andes With Promise for Worldwide Cultivation’. Her blev mere end tyve afgrøder, som inkaerne havde dyrket, behandlet.

Én plante havde inkaerne foretrukket frem for andre: Quinoa.

Ifølge rapporten hed denne plante på inkaernes sprog ’chisiya mama’, hvilket betyder ’moderfrøet’.

Det var en fødevare så vigtig, at planten blev betragtet som værende hellig.

Og quinoa kan vise sig ikke bare at være livsvigtig for fortidens inkaer. Carlsbergfondet har netop givet 15 millioner kroner i støtte til et stort forskningsprojekt, hvor vi skal forske i den sunde afgrøde, der måske kan være et af svarene på fremtidens globale fødevareudfordringer.

En næringsrig og robust plante

Året 2013 blev af FN’s generalforsamling erklæret som ’International Year of Quinoa, og FN’s fødevareorganisation FAO iværksatte et stort program for at fremme dyrkningen af quinoa i hele verden.

Når quinoa er blevet trukket frem af glemslen af FN, har det primært to grunde.

For det første er frøene usædvanligt næringsrige. Quinoa-frø har stivelse i sig, ligesom hvedekerner har det, men er uden gluten.

Aminosyre-sammensætningen i proteinerne minder meget om den, man finder i bælgfrugter, med en god balance af de essentielle aminosyrer inklusive lysin, som er lav i hvedemel.

Derudover er frøene rige på mineraler og vitaminer og indeholder de livsnødvendige omega-3 fedtsyrer.

For det andet er quinoaplanten usædvanligt robust. Den tåler således tørke og salt i langt højere grad end de fleste andre planter.

Salt binder vand og giver derfor planterne udfordringer, der minder om dem, som tørke frembringer.

FAO ser derfor et potentiale for quinoa til at kunne vokse på marginaljorde, der ellers ikke kan opdyrkes.

I takt med klimaforandringerne forventer man, at flere jorde bliver uanvendelige til agerbrug, hvorfor der er behov for at have afgrøder, der kan vokse, hvor de fleste andre afgrøder må give op.

Gåsefødder i 4.000 meters højde

Quinoas hjemsted er Andesbjergene i egnen omkring Titicaca-søen i Bolivia. Her vokser den i op til 4.000 meters højde og i nærheden af de saltørkener, der findes i dette område.

Det videnskabelige navn for quinoa er Chenopodium quinoa. Chenopodium er græsk og betyder gåsefod. Dette navn hentyder til bladets form, som på mange af planterne i familien kan minde om gåsens svømmefod.

Quinoa har uanseelige blomster i en tæt blomsterstand, men efter blomstring dannes der en tæt frugtstand med frø, der kan være gule, røde eller hvide.

De fleste planter hader salt – men ikke quinoa

Quinoa er en plante, der tilhører salturtfamilien. I Danmark findes der tæt på 20 vildtlevende planter fra salturtfamilien, som allesammen vokser nær havet på strande.

Det siger noget om, at evnen til at tåle salt i denne familie ikke er begrænset til quinoa.

Noget, der gør quinoaplanten særdeles interessant videnskabeligt set, er netop denne evne til at kunne tåle salt (primært natriumklorid). De færreste planter i naturen tåler salt, og stort set ingen af vores dyrkede planter gør det.

Fisk tåler saltvand, fordi de er udrustet med en biologisk pumpe, natrium-kalium-pumpen, der pumper salt ud af cellerne. Det er derfor en fisk – selvom den har levet hele sit liv i havet og ikke har drukket andet end saltvand – ikke smager salt, når vi spiser den.

Dyr, som vi kender dem i dag, stammer fra fisk, som kravlede i land fra havet, og dyrene arvede natrium-kalium-pumpen fra fiskene. Derfor tåler vi, sammenlignet med planter, langt mere salt, end de gør, og natriumklorid i begrænsede mængder er ligefrem essentielt for vores livsfunktioner.

Den aarhusianske forsker Jens Christian Skou, som gik bort sidste år, fik Nobelprisen for sin opdagelse af denne pumpe i 1957.

LÆS OGSÅ: Nekrolog: Jens Christian Skou lagde grunden til mange opdagelser

Evolutionær gåde: Hvorfor mangler landplanter en saltpumpe?

Landplanternes nærmeste slægtninge i havet er grønalger. Grønalger tåler selvsagt salt, men hvordan de gør det er endnu uklart.

Grønalgerne er udstyret med en nær slægtning til natrium-kalium-pumpen, der sandsynligvis udskiller salt for dem, selvom det endnu ikke er vist.

Bortset fra mosser, som har en anden variant af natrium-kalium-pumpen, har landplanter helt mistet denne pumpe.

Hvorfor evolutionen har ført til, at landplanter har mistet en pumpe, som er livsnødvendig for så mange andre livsformer, er stadig en gåde.

Ingen ved, hvorfor man kan vande quinoa med havvand

Quinoa ikke bare tåler salt – den er så resistent overfor salt, at den kan vandes med havvand.

Hele plantens arvemasse blev kortlagt i 2017, og derfor ved vi, at ingen af dens gener minder om natrium-kalium-pumpens. Derfor er det stadig uklart, hvad der ligger bag quinoas usædvanlige salttolerance.

Det har været diskuteret, om det skyldes en særlig evne til enten at kunne ekskludere natriumklorid fra jordvæsken, når der tages næring op, eller til at pumpe det hurtigt tilbage i jorden efter optagelsen.

Det har også været diskuteret, om natriumklorid bliver gemt af vejen i cellens indre rum, eller om quinoa simpelthen bare tåler salt bedre end andre planter.

Gør hårene forskellen?

Et stort skridt nærmere en løsning på gåden kom, da det i 2017 lykkedes den tasmanske forsker Sergey Shabala at pege på bladenes hår som kilden til den ekstreme salttolerance.

Quinoas blade er således tæt dækkede med små hår, som giver bladet et gråmeleret udseende, og som under et mikroskop viser sig at være opblæste til kuglerunde blærer.

Shabala penslede bladene forsigtigt med en almindelig blød pudderbørste og kunne observere, at hårene let faldt af.

En quinoaplante, som han havde penslet, voksede videre som normalt og lod ikke til at have taget nogen form for skade.

Men når den børstede plante blev vandet med saltvand, tålte den ikke længere salt.

Foreløbig model for processen i quinoas hårceller

En tysk forskergruppe under ledelse af Rainer Hedrich kortlagde i 2018 alle de gener, der er aktive i hårene på quinoaplantens blade.

Der er ingen af de gener, der er aktive i hårene, som ikke også kendes fra de planter, der ikke tåler salt.

Derimod er flere gener mere udtrykte i de blæreformede hårceller, end de er i andre celler i bladet. Mange af disse gener koder for såkaldte transportproteiner, som sidder i cellernes membraner, og i andre systemer kan flere af dem transportere henholdsvis natrium og klorid.

På grundlag af dette arbejde er der udviklet en model for, hvordan saltttransporten ud i quinoaplantens hår finder sted.

Stadigvæk er det kun en model, og den er endnu ikke blevet bekræftet af andre forskere.

Kan quinoa redde verden?

Carlsbergfondet har som nævnt netop støttet et større forskningsprojekt, som jeg står i spidsen for, der gennem en genetisk tilnærmelse skal afdække den mekanisme, der gør, at quinoa tåler salt.

Det planlagte arbejde vil således kunne bekræfte eller afkræfte den model, som indtil videre forsøger at forklare denne egenskab.

Projektet baserer sig på en ny teknologi Carlsberg Forskningslaboratorium har udviklet til at kunne lokalisere genetisk variation i bestemte gener i store mængder af planter.

Målet er således blandt hundredetusindevis af quinoaplanter, som skal dyrkes her i Danmark, at identificere planter, som har varianter af de gener, der står som kandidater til at kunne give salttolerance. Derefter vil disse planters evne til at modstå salt og tørke blive studeret.

Hvis planter, der har varianter af disse gener, eller ligefrem har ikke-funktionelle udgaver af dem, også har ændret salt- og tørketolerance, vil det være et hårdtslående genetisk argument for, at de er vigtige for denne egenskab.

Vi vil udvikle robust klima-quinoa

Håbet med projektet, der endnu kun er i starthullerne, er ikke bare at blive klog på, hvad det er, der gør quinoa så suveræn til at tåle salt.

Målet er også, at den teknologi, der vil blive udviklet til at finde genvarianter, fremadrettet vil kunne anvendes til at forædle quinoa yderligere.

Målet er en sund og robust afgrøde, der kan dyrkes i vores del af verden, og som allerede er rustet til at modstå klimaforandringer.

Projektet er støttet af Carlsbergfondet. Carlsberg Forskningslaboratorium er partner i projektet. Projektet sker i et samarbejde med Sergey Shabala og Rainer Hedrich.