Кустарник, найденный в Долине Смерти, одном из самых жарких мест на Земле, продемонстрировал удивительную стратегию выживания: он физически перестраивает свои внутренние структуры, чтобы процветать при температурах, которые убили бы большинство растений. Растение Tidestromia oblongifolia не просто выдерживает экстремальную жару; оно активно адаптируется, предлагая потенциальные ключи к созданию жаростойких культур в условиях повышения глобальной температуры.
Проблема экстремальной жары
Долина Смерти регулярно превышает 49°C летом, создавая суровую среду для растительной жизни. В то время как большинство видов увядают в таких условиях, T. oblongifolia процветает. Эта устойчивость давно озадачивала ученых, но новое исследование, опубликованное 17 ноября в журнале Current Biology, проливает свет на механизмы растения.
Внутренняя реструктуризация для выживания
Исследователи обнаружили, что T. oblongifolia реагирует на экстремальную жару, вызывая несколько ключевых физиологических изменений всего за два дня воздействия. Во-первых, оно производит более мелкие листья. Что более важно, растение повышает эффективность фотосинтеза, увеличивая количество митохондрий (электростанций клетки) и располагая их ближе к хлоропластам (где происходит фотосинтез).
Сами хлоропласты претерпевают удивительную трансформацию, изменяясь с овальной формы на чашевидную, черта, ранее наблюдавшаяся только у водорослей. Считается, что это структурное изменение повышает эффективность фотосинтеза, хотя точный механизм остается неизвестным.
Генетическая перестройка и метаболический всплеск
Помимо физической реструктуризации, T. oblongifolia активно перестраивает свой транскриптом (клеточный скрипт, определяющий, какие гены используются). Гены, связанные с реакцией на тепло и восстановлением клеток, становятся высокоактивными, что указывает на то, что растение не просто терпит стресс, а активно борется с ним. В течение десяти дней воздействия условий Долины Смерти кустарник утроил свою биомассу.
Последствия для продовольственной безопасности
По мере того как изменение климата приводит к более частым и интенсивным волнам тепла, урожайность сельскохозяйственных культур во всем мире снижается, угрожая продовольственной безопасности. Понимание того, как T. oblongifolia выживает, может предоставить дорожную карту для создания жаростойких культур. Эксперты согласны с тем, что адаптация этого растения дает решающее преимущество в нагревающемся мире.
«Понимание их адаптации может помочь исследователям разработать культуры, среды и стратегии управления для улучшения роста при все более частых и продолжительных высоких температурах», — говорит Сын Ри, биолог растений из Университета штата Мичиган.
Скрытый потенциал в неожиданных местах
Это открытие подчеркивает, что решения глобальных проблем могут быть скрыты в упущенных из виду организмах. Как заметил один эколог, T. oblongifolia — «действительно странная вещь, которую можно просто не заметить», но она хранит секреты, которые могут повысить устойчивость культур не только в будущем, но и в регионах, уже сталкивающихся с продовольственной небезопасностью.
Следующим шагом для исследователей будет определение конкретных генов, которые движут этой замечательной устойчивостью, что потенциально откроет новые способы защиты культур от усиливающегося воздействия изменения климата.
