Самая суровая пустыня Земли может стать ключом к пропитанию будущего

Это генетическая золотая жила

Нелегко жить в неумолимой пустыне Атакама в Чили: суровом и враждебном месте, известном как самая сухая неполярная пустыня на планете.

Тем не менее, несмотря ни на что, жизнь каким-то образом выживает в этих бесплодных пустошах, история которых насчитывает тысячи лет.

Выявление механизмов, стоящих за этими маловероятными успехами, - задача, которая сегодня важнее, чем, возможно, когда-либо прежде, поскольку она может раскрыть секреты выращивания продуктов питания в мире, который с каждым годом становится все жарче и суше. Об этом пишет Science Alert.

В новом исследовании ученые обнаружили некоторые из этих скрытых уловок, обнаружив генетические основы ряда адаптаций, которые позволяют растительной жизни процветать даже в увядающих экстремальных условиях пустыни Атакама.

«В эпоху ускоренного изменения климата крайне важно раскрыть генетическую основу для повышения урожайности и устойчивости сельскохозяйственных культур в засушливых и бедных питательными веществами условиях», - говорит биолог по системам растений Глория Коруцци из Нью-Йоркского университета.

В течение 10 лет Коруцци и международная группа исследователей изучала растительный мир Атакамы в 22 местах в пустынном ландшафте, как на месте, так и за его пределами - осторожно переправляя образцы растений и почвы обратно в лабораторию, чтобы сохранить их для геномного анализа.

«Цель состояла в том, чтобы использовать это эволюционное древо, основанное на последовательностях генома, для выявления изменений в аминокислотных последовательностях, закодированных в генах, поддерживающих эволюцию адаптации растений Атакама к условиям пустыни», - говорит Коруцци.

Методика сравнения - пример так называемой филогеномики - дала 265 положительно отобранных генов, предполагая, что они коррелировали с мутациями, которые могут дать преимущества в пустыне Атакама.

Уже известно, что гены, которые положительно отобраны у растений пустыни Атакама, позволяют арабидопсису выдерживать высокий радиационный и температурный стресс, регулировать развитие цветков и время цветения, помогают защищаться от патогенов и помогают поглощать воду и питательные вещества.

Это звучит почти как эволюционный набор инструментов для того, как выжить растению в одной из самых негостеприимных сред на Земле, и хорошая новость заключается в том, что часть той же генетики можно найти и в видах пищевых культур.

Работа «имеет непосредственное отношение к регионам по всему миру, которые становятся все более засушливыми, с такими факторами, как засуха, экстремальные температуры, а также наличие соли в воде и почве, представляющих значительную угрозу для глобального производства продуктов питания», - говорит старший автор и биолог по системам растений Родриго Гутьеррес из Папского католического университета Чили.

«Поскольку некоторые растения Атакамы тесно связаны с основными культурами, в том числе зерновыми, бобовыми и картофелем, выявленные нами гены-кандидаты представляют собой генетическую золотую жилу для создания более устойчивых культур, что является необходимостью с учетом растущего опустынивания нашей планеты», - добавил биолог.