Кактусът агаве – ново решение срещу световния глад

Кактусът агаве обикновено се асоциира най-много с текила, но има и малко по-непозната употреба – и могло да помогне на учените да създават растения, които са по-устойчиви на горещина.

Видове като агавето, ядливия кактус, ананасът и ваниловите орхидеи са еволюирали в продължение на милиони години. Постепенно, те са започнали да извършват по-различен вид фотосинтеза, която им позволява да оцелеят в по-сухи природни условия.

Процесът се нарича киселинен метаболизъм и малка група учени са го изучавали в продължение на няколко десетилетия. Някои вече правят опити да пресъздадат този модел и при други растения. Това се оказва далеч не лека задача.

Първо е необходимо учените да се запознаят добре с функциите на всеки геном, както и с това по какъв начин той се регулира. В последствие е нужно да се намери начин дадения генетичен материал да се вгради в друго растение или да се открие възможност вече съществуващите гени и протеини в растението да заработят по нов начин. В общия случай, процесът включва изследването на над 100 гена.

Какво прави фотосизнтезата в растението агаве по-различна?

За разлика от повечето растения, които приемат въглероден диоксид през деня, растенията с киселинна фотосинтеза приемат повечето от въглеродния диоксид през нощта.

Приемането на въглероден диоксид през нощта практически значи, че възможността за изпраение на вода е намалена, тъй като слънцето не участва в процеса. Всъщност се оказва, че растенията при които има киселинна фотосизнтеза имат нужда от едва една пета или една трета от приема на вода, необходим при другите.

Разликата е, подобните на агаве растения също имат нужда от начин за съхраняване на въглерод през нощта, тъй като също както при други растения, те не могат да го използват за да изграждат енергийни резерви под формата на захари и други вещества без слънчева светлина. Те правят това като временно съхраняват въглерод във басейн, предимно съставен от ябълчена киселина. Когато слънцето изгрее, растенията започват да отделят органияни киселини, като освобождават въглероден диоксид. В тозо момент, растенията са в състояние да извършват фотосинтеза, само че рецепторите в листата не е нужно да остават отворени, тъй като въглерода там вече е наличен.

Най-голямото предизвикателство за учените е да открият начин да създадат подобен нощен резервоар на въглерод и при други растения.

По-силни растения за сериозния световен проблем с изхранването

Ако учените успеят да се справят с тази задача и растенията са достатъчно продуктивни, изследванията могат да окажат значително влияние върху проблема със сигурността при добиване на храна. Промените в климата, предизвикани от хората предизвикват увеличение на температурите, като това е твърде вероятно ще предизвиква все по-продължителни и опустошителни сухи периоди по света.

В същото време, населението на земята се очаква скоро да надмине 9 милиарда души.

При тези условия, наличието на още растения, които са способни да произвеждат повече храна за хора и животни, както и фибри и гориво, използвайки по-малко вода, ще стават все по-важни.