Адамдар – өте осал жаратылыстар. Біздің қалың теріміз де, сүйекті сауыттарымыз да, қалың жүніміз де жоқ, сондықтан қоршаған ортаның қатал жағдайларына төтеп бере алмаймыз. Сондықтан жер шарының әртүрлі түкпірлерінде тірі қалу үшін біз басқа тіршілік иелерінің ерекше бейімделу қасиеттерін өзімізге алуға мәжбүрміз. Қорғаныссыз біз Жердің ең ыстық шөлдерінде бірнеше күн де шыдай алмас едік.

Әттең, бізде Өлім аңғарының таңғажайып өсімдігіне тән төзімділік болса ғой.

Tidestromia oblongifolia: тіршілік үшін күрестің чемпионы

«Өлім аңғарының тозақ өсімдігі» деген атау ресми болмаса да, дәл осылай деп Tidestromia oblongifolia-ны атауға болар еді. Бұл өсімдік, Мичиган штаты университетінің профессоры Сын Ён «Сью» Ли мен ғылыми маман Карин Прадо жүргізген зерттеулерге сәйкес, нағыз тіршілік шебері саналады. Current Biology журналында жарияланған зерттеу бұл өсімдіктің тек экстремалды жағдайда ғана тірі қалмай, сонымен қатар Өлім аңғарында жазда, ауа температурасы 49 °C-қа жеткенде белсенді түрде өсетінін көрсетті.

Бейімделудің ерекше механизмдері

Көптеген өсімдіктерден айырмашылығы, T. oblongifolia ең ыстық айларда өсу қарқынын арттырады және фотосинтез процесін өзгертіп, ыстыққа төзімділігін күшейтеді. Бұл қасиет өсімдікті Меркурийді терраформалау құралына айналдырмаса да, климаттық дағдарыс күшейген заманда оның бейімделу механизмдерін зерттеу адамзатқа ыстық аймақтарда азық-түлік қауіпсіздігін қамтамасыз етуге көмектесуі мүмкін.

Тіршілік құпияларын ашу

T. oblongifolia-ны зертханада тұқымнан өсірудің алғашқы әрекеттері сәтсіз болды – бұл өсімдік үйренген экстремалды климатқа қарағанда жағдайлар тым жұмсақ еді. Ғалымдар зертханалық камераларда Өлім аңғарына ұқсас – қатты жарық пен күрт температура ауытқулары бар – орта жасағанда, өсімдік небәрі 10 күнде биомассасын екі еселеп, белсенді өсе бастады. Басқа ыстыққа төзімді өсімдіктердің өсуін тоқтататын бұл ауытқулар T. oblongifolia үшін мінсіз болып шықты.

Молекулалық және жасушалық ерекшеліктер

Өсімдіктің тірі қалу құпиясы оның митохондриясында – жасушаның энергетикалық станцияларында жатыр, олар фотосинтезге жауап беретін хлоропластарға жақындайды. Бұл кезде хлоропластар басқа өсімдіктерде кездеспейтін ерекше «тостаған тәрізді» пішінге енеді. Ғалымдардың пайымдауынша, мұндай өзгерістер өсімдікке көмірқышқыл газын тіпті қатты ыстықта да тиімді пайдалануға мүмкіндік береді.

Ыстыққа генетикалық бейімделу

Бір күндік қатты ыстықтан кейін T. oblongifolia-ның мыңдаған гендері, соның ішінде ақуыздарды, мембраналарды және фотосинтетикалық органеллаларды қорғайтын гендер өз белсенділігін өзгертеді. Өсімдік жоғары температурада фотосинтезді қолдайтын Rubisco activase ферментін көбірек шығара бастайды. Екі күннен кейін фотосинтез қабілеті артып, өсуін жалғастырады, ал 14-ші күні фотосинтез үшін әлемдік рекорд саналатын 45 °C температураға жетеді.

Болашақ ауыл шаруашылығы үшін маңызы

Бүгінде соя, жүгері және бидай сияқты дақылдар температураның көтерілуінен зардап шегуде. Егер климаттық өзгерістер жалғаса берсе, 2100 жылға қарай Жердің орташа температурасы тағы 5 °C-қа өсуі мүмкін. Мұндай жағдайда ыстыққа төзімді және жаңа дақылдарға сұраныс арта түседі.

T. oblongifolia өсімдіктердің экстремалды температураларға бейімделе алатынын дәлелдейді. Шөл өсімдіктері адамзат енді ғана бетпе-бет келіп отырған мәселелерді шешуге миллиондаған жылдарын жұмсады. Қазіргі заманғы геномика, жоғары дәлдіктегі визуализация және жүйелік биология құралдарының арқасында біз табиғаттан үйреніп, болашаққа төзімді ауыл шаруашылығы дақылдарын жасай аламыз.

Зерттеушілер осындай зерттеулерді дамыту үшін кең қолдау қажет екенін атап өтеді, өйткені дәл осы зерттеулерде жаһандық жылыну жағдайында азық-түлік қауіпсіздігінің кілті жасырынуы мүмкін.