Население Земли растёт, ученые пытаются избежать продовольственного кризиса с помощью генетики

В связи с ростом населения во всем мире и сокращением пахотных земель, многие растения начали бороться за свою жизнь и включили накопленный эволюционный способ для своего выживания. На январь 2022 года население Земли составляет приблизительно 7,92 миллиарда человек и рост продолжается, пишет «Nautilus».

Несмотря на то, что растения выглядят послушными, на самом деле они гиперконкурентоспособны. Если два растения находятся слишком близко друг к другу, то они начинают конкурировать за такие ресурсы, как минералы, вода, питательные вещества, а дальше они начинают затенять друг друга забирая солнечный свет. Без достаточного освещения растения быстро адаптируются через так называемую реакцию избегания тени. Они перераспределяют энергию, чтобы расти выше в попытке использовать солнечный свет, что приводит к задержке роста корней и ускорению времени цветения.

Уллас Педмале, доцент лаборатории Колд-Спринг-Харбор, где его лаборатория изучает взаимодействие растений и окружающей среды объясняет, растение теперь говорит: «Эй, я в стрессе, у меня очень ограниченный свет, поэтому позвольте мне сделать мое потомство или семена как можно скорее», потому что теперь растение думает о своем дарвиновском эволюционном давлении, чтобы увеличить размножение как можно скорее».

Этот процесс свойственен не только диким растениям, но и сельскохозяйственным. Поскольку основные продовольственные культуры, такие как пшеница, кукуруза, картофель и помидоры, избегают тени. А места для посадки на земле ограничены, так как планете нужны леса и озёра, а не только пахотные земли.

Педмале думает, что он с помощью генетики сможет отключить состояние бедствия растения и, возможно, спроектировать растения, которые могут переносить ограниченный доступ к солнечному свету, при этом не паниковать в раннем цветении и замедлении роста корней, тем самым снижая урожайность.

Уже более 50 лет ученые изучают, как стебли и листья реагируют на нахождение в тени. Несколько лет назад Педмале, который изначально изучал надземную архитектуру растения, понял, что корни также являются важным аспектом реакции на тень. Как выясняется, когда побеги вырастают выше, корни перестают расти. Корни не только сохраняют растения стабильными, но и черпают питание из почвы. Кроме того, они являются источниками пищи в таких культурах, как морковь и редис.

В частности, он изучает группу белков, называемых криптохромами, которые он называет глазами растений. Криптохромы, единственная группа рецепторов, распространенных среди животных и растений, чувствуют изменения в доступности синего света. Уменьшение синего или красного света с увеличением дальнего красного света указывает на то, что растение находится в тени, побуждая его включать гены, которые, среди других реакций, тормозят рост корней. Понимание криптохромов и их взаимодействия с этими генами может быть важным аспектом опосредования этих реакций и ключом к выращиванию сельскохозяйственных культур с более высокой плотностью посадки относительно друг друга, при этом не снижая урожайности.

Педмале считает, что его исследование может иметь далеко идущие последствия: «Я чувствую, что любой прогресс, которого мы достигаем в этой области, может затронуть всех на планете Земля, потому что каждый должен есть».