Жара наступает: ученые переписывают инструкцию по выживанию для растений
Они не носят плащи супергероев, но уже спасают мир: узнайте, как биологи переделывают растения под климат будущего.
Глобальное потепление бьет по сельскому хозяйству — урожаи падают, а спрос на еду растет. Но у науки есть решения.
Оказывается, растения можно «научить» выживать в жару, если изменить их листья или подправить фотосинтез. Правда, внедрить эти технологии в реальное поле — задача не из легких.
Результаты исследования опубликованы в издании Science.
Что уже работает
В лабораториях и на опытных участках ученые проверили десятки способов помочь растениям пережить аномальную жару:
- Перераспределение хлорофилла — чтобы нижние листья ловили больше света, а верхние не сгорали.
- Замена фермента Rubisco — у некоторых растений он эффективнее работает при высоких температурах.
- Изменение формы листьев — если сделать их более вертикальными, они меньше перегреваются.
Rubisco — ключевой фермент фотосинтеза, который превращает углекислый газ в сахара. Если сравнить растение с фабрикой, Rubisco — это конвейер, от которого зависит вся работа. Проблема в том, что при жаре он часто «ломается» и начинает тратить энергию впустую.
Но главная проблема — время. Даже если метод уже проверен, на его внедрение уйдет 10–15 лет. А климат меняется быстрее.
| Метод | Эффект | Срок внедрения |
|---|---|---|
| Изменение формы листьев | +12% урожайности в жару | 10–12 лет |
| Замена Rubisco | +15% эффективности фотосинтеза | 16+ лет |
| Редактирование генов | До 20% устойчивости | 5–8 лет |
Почему так долго
Стивен Лонг, один из авторов исследования, объясняет:
Чтобы вывести новый сорт с полезным признаком, нужно минимум 10 лет. Генная инженерия ускоряет процесс, но регуляторы требуют многолетних испытаний. Только на то, чтобы доказать безопасность модифицированного белка, уходит 16 лет и 115 млн долларов.
Есть и более простые пути — например, редактирование генов, которые уже есть в растении. Это дешевле и быстрее, но пока не везде разрешено.
Что в итоге
Ученые уверены: способы спасти урожай от жары есть. Но чтобы они сработали, нужны деньги, политическая воля и время. А его, возможно, уже не осталось.
Реальная выгода — снижение рисков голода в регионах, где жара уничтожает посевы. Например, если внедрить термоустойчивый Rubisco в пшеницу, урожайность в Индии или Африке может вырасти на 15–20%. Это спасет миллионы людей от недоедания.
Отметим, что исследование не учитывает, как новые сорта поведут себя в экстремальных условиях (например, при засухе + жара). Лабораторные тесты часто идеализируют среду, а в реальности растения сталкиваются с комплексным стрессом.
Ранее ученые заявили, что изменение климата сокращает урожаи пшеницы и кукурузы.
