By Щороку у квітні впродовж усього останнього десятиліття біолог Родріго Гутьєррез проїжджав 1600 км, щоб дістатися до одного з найпосушливіших регіонів світу – чилійської пустелі Атакама. На деяких її ділянках середньорічна кількість опадів становить 3 мм. Група Гутьєрреза збирала зразки ґрунту й рослин із понад 20 місць, заморожувала їх у рідкому азоті, після чого вирушала з ними назад у лабораторію Папського католицького університету в Чилі. Там науковці аналізували їх, щоб дізнатись, які гени й мікроорганізми допомагали рослинам вижити в такому екстремальному довкіллі. Результати цих досліджень вчені опублікували в Proceedings of the National Academy of Sciences USA – пише Сьюзен Косьєр у журналі Scientific American.
“Ми дуже мало знаємо про те, як рослинам вдається виживати в таких крайніх умовах, – каже Гутьєррез. – Однак завдяки сучасним знаряддям генної інженерії можемо трохи поглибити це знання”. Його група дослідила 32 види, що представляють три висотні рівні. Ці рослини близько споріднені із зерновими, картоплею й бобовими.
Зазвичай науковці провадять генетичні дослідження на рослинах, вирощених у лабораторіях, бо тоді вони можуть точно контролювати рівень поживних речовин і інтенсивність освітлення. З іншого боку, завдяки аналізові рослин, що ростуть у дикій природі та ще й у різних умовах, можна дізнатися про ключові відмінності між ними. “Ця праця поєднує геноміку з екологічними дослідженнями, завдяки чому ми знаємо, як конкретні рослини дають собі раду в природному оточенні, – коментує біолог Нееліма Сінха з Каліфорнійського університету в Девісі, яка не брала участі в дослідженнях. – Це робить цей проєкт захопливим”.
Щоб ідентифікувати гени, відповідальні за виживання флори в екстремальних умовах, Гутьєррез спільно з геологами, ботаніками, генетиками й інформатиками порівняв ДНК рослин Атаками з генетичними кодами їхніх родичів. Так дослідники дійшли до того, що вони окреслили як “генетичну копальню золота”. Вони знайшли в ній численні адаптаційні мутації, пов’язані з метаболізмом, енергетичними змінами й реакціями на термічний стрес. Завдяки мутаціям рослини краще переносять інтенсивне сонячне випромінювання, ефективніше розпоряджаються скромними водними ресурсами й точніше пристосовують час цвітіння. Науковці відкрили також велику кількість бактерій, що живуть на корінні рослин і перетворюють атмосферний азот на біологічно доступні сполуки, які збагачують ялові пустельні ґрунти.
Інші дослідники могли б перенести ці нові гени, відкриті в Атакамі, на сільськогосподарські рослини трави, що слугують для виробництва біопалива, зауважує Гутьєррез. Завдяки цьому ті види могли б проростати на сильно засолених і сухих ґрунтах. Через глобальне потепління на Землі таких місць ставатиме дедалі більше.
