Циркадные ритмы сельскохозяйственных культур могут взять под контроль

Проблема перенаселённости планеты сияет на горизонте будущего уже много лет, а проблема продовольственной обеспеченности населения Земли уже не раз затрагивала даже существующих жителей планеты. Антиглобалисты скажут, что это всё общемировой заговор и на самом деле голодающие в Африке служат лишь средством пиара. Вегетарианцы скажут, что во всём виновато животноводство и любители мяса, предложив очередную утопию по переводу человечества на растительную пищу. А фриганы обвинят во всём тривиальных жертв современного консьюмеризма, таких как обеспеченные молодые особы с декоративными собачками, разъезжающие на своих MINI One по городу, не заботясь ни о каких глобальных проблемах.

Мы с вами тоже можем глубокомысленно вещать о том, «как надо», и каждый будет по-своему прав. Но научное сообщество пользуется своими методами решения проблем. Научными. Что касается проблемы продовольствия, то здесь очевидных результатов уже достигла генная инженерия, которая продолжает создавать всё новые и новые модификации в первую очередь растений с улучшенными характеристиками и увеличенной урожайностью. Но сегодня перед нами предстанет ещё одно открытие в этой области.

Многим известно понятие биологических ритмов. В науке эти механизмы получили название циркадные ритмы, наличие которых уже было установлено не только у высших растений и животных, но даже у грибов и цианобактерий. Безусловно, эти ритмы связаны, прежде всего, со сменой времени суток и времён года, но управляют ими всё же внутренние процессы в организме.

Что касается растений, то необходимость наличия у них циркадных ритмов очевидна, ведь они помогают им синхронизировать свои фотосинтетические процессы, так как фотосинтез происходит только под влиянием солнечного света. Существуют и более длительные ритмы, связанные с цветением и другой сезонными изменениями. Например, такие ритмы помогают растениям цвести в период наибольшей активности тех насекомых, которые производят опыление.

Но недавно исследователи из группы профессора Син Ван Дэня выяснили, что ход «внутренних часов» высших растений можно изменить, повлияв на присутствующий у них «часовой» механизм. Ещё ранее было выяснено, что в суточном периоде у растений меняется активность так называемых «утренних» и «вечерних» генов: утром белки, кодируемые первыми, подавляют активность вторых, но с наступлением вечера картина кардинально меняется. Группе профессора Ван Дэя удалось обнаружить особый ген DET1, который играет ключевую роль в этом процессе.

Результаты исследования показали, что у растений, у которых активность DET1 не так сильна, «внутренние часы» идут в  ускоренном темпе, а скорость всех процессов заметно выше. То есть, они быстрее отцветают, у них быстрее созревают плоды и так далее. Теперь задача учёных в том, чтобы выяснить, каким образом отреагирует растение, если у него искусственно будет изменена активность DET1.

Исследователи говорят, что если достаточно хорошо изучить механизмы циркадных ритмов у растений, то можно будет взять их под контроль. Тогда станет возможным искусственное управление ростом, плодоношением сельскохозяйственных растений, получение урожая в любое время года и в рекордно короткие сроки. По сути, это может стать революцией в решении вопроса голода на планете, а также в вопросах чрезмерного освоения земли под сельскохозяйственные угодья.

Источник: Yale Univercity

Комментарии: