Рубрики

Космическая селекция: зачем в космос запускают семена и как это поможет сельскому хозяйству

Сегодня поговорим о космической селекции. Как вы думаете, зачем в космос запускают семена? Как это может пойти на пользу сельскому хозяйству? Об этом расскажем далее.

В апреле на винодельческих полях Бордо обычно появляются первые завязи на виноградных лозах, замки вновь открываются для туристов и начинаются дегустационные туры. Но в этом году три ночи с минусовыми температурами, опускающимися до -5 °C, привели к угрозе потери урожая. Садоводы говорят, что это самый сильный мороз на памяти, а некоторые кооперативы Бордо уже сообщают, что 90 процентов их урожая уничтожено.

Паника

Другие виноградники вместо этого заполнены паникующими виноделами, которые прибегли к вековой практике освещения полей рядами парафиновых свечей или сжигания тюков сена и костров в бочках, которые выпускают столбы пепла, такие густые, что они душат воздух. Как попытка защититься от неумолимого мороза, сожжение может показаться как ритуалом темной магии, так и грубо эффективным способом высвободить облако защитного смога.

Сельскохозяйственная катастрофа

На этом апокалиптическом фоне французское правительство объявило "сельскохозяйственную катастрофу". Тем не менее виноградари по всему региону разрабатывают новые методы защиты будущего вина, поскольку климатические потрясения становятся все более распространенными. Возможно, самая странная и самая радикальная реакция, которая в настоящее время разыгрывается, поскольку изменение климата делает погодные условия все менее и менее предсказуемыми, заключается не в использовании первобытного огня, а в применении космических лучей в условиях микрогравитации для изменения ДНК самого винограда.

Космический мутагенез

Космический мутагенез, или "селекция мутаций" – это процесс, который переносит семена или живые организмы (например, виноградные лозы) в космос, где излучение сильнее, чем на Земле. В подобных стрессовых условиях происходят мутации семян. Этот эксперимент продолжается уже много лет, и недавно очередные семена были доставлены на спутники (их размещают в пилотируемых космических кораблях). По возвращении их высаживают и наблюдают в течение, по крайней мере, двух поколений. Во многих случаях такие семена скрещивают с существующими сортами.

Начиная с 1987 года, Китайская корпорация аэрокосмической науки и техники отправила уже больше сотни килограммов семян для коротких космических полетов продолжительностью от четырех дней до месяца.

"Селекция космических мутаций в настоящее время является одним из важных методов улучшения урожая. За последние 30 лет мы разработали и официально выпустили более 200 мутантных сортов сельскохозяйственных культур, включая рис, пшеницу, кукурузу, соевые бобы и различные овощи. Фактически второй по популярности сорт пшеницы среди китайских фермеров сегодня – это Luyuan 502, который происходит из космической селекции", – говорит Люксян Лю, директор Национального центра мутагенеза по улучшению урожая при Китайской академии сельскохозяйственных наук в Пекине.

Выращенный на площади размером со Швейцарию, Luyuan 502 имеет урожайность более чем на 10 процентов выше, чем стандартный сорт. Правительство Китая уже считает эти преимущества космического мутагенеза прорывом, который поможет прокормить более 20 % населения мира, используя лишь около 10 % его пахотных земель.

Атомное садоводство

Через несколько месяцев ученые должны узнать, начинают ли растения МКС вырабатывать различные уровни органических соединений, известных как полифенолы. Тесты будут продолжаться в течение многих лет, включая секвенирование ДНК, поиск эпигенетических модификаций и критический анализ потомства растений, что займет не менее трех-четырех лет.

Пройдет много времени, прежде чем исследователи узнают, окупились ли их инвестиции. И все же нам не лишним будет отправлять лозы в космос, чтобы таким образом запустить эволюцию. Сегодняшняя популярность селекции мутаций является новой главой в истории мутагенеза.

За почти сто лет, прошедших с момента первых экспериментов по просвечиванию семян рентгеновскими лучами, мутагенез породил целый рог изобилия новых культур, таких как популярный красный грейпфрут Рио Ред, рис, выращиваемый в Калифорнии, а также новый вид высокоурожайного ячменя.

Мутагенез сейчас осуществляется во всем мире

Мутагенез сейчас осуществляется во всем мире, особенно в развивающихся странах, где строительство трансгенных лабораторий обходится непомерно дорого, а также в государствах, в которых запрещена коммерческая посадка ГМО. На полях по всему миру, от Бангладеш до Новой Зеландии, облучение семян радиацией по-прежнему служит недорогим способом получения культур с полезными новыми свойствами. Более трех тысяч растений, выведенных с помощью мутаций, в настоящее время зарегистрированы в базе данных, составленной ООН и Международным агентством по атомной энергии.

Космическое размножение

Зачем же государствам и частным спонсорам заниматься всем этим? Западные правительственные учреждения и исследовательские институты заявляют, что они в основном стремятся расширить научные знания, особенно для того, чтобы увидеть, как микрогравитация влияет на растения.

"Понимание того, как растения реагируют на космический стресс в целом, действительно очень важно для нас и для сельского хозяйства. То, что мы узнаем в ходе наших исследований в области космических полетов, является своего рода уникальным экспериментом. Это еще один инструмент для изучения того, как растения реагируют на окружающую среду. Все это поможет нам производить лучшие растения в будущем", – говорит Джоя Масса, руководитель проекта НАСА и ученый по растениям в Космическом центре Кеннеди.

Старейшая биотехнология человечества – виноделие

"Существует значительный рынок виноградных растений. Изменение климата уже повлияло на вкус вина и сезон сбора урожая во Франции. Для того чтобы сделать шампанское таким, каким его пили в 19-м веке, необходимо выращивать свои виноградные лозы в Англии, что сейчас делают все большее число людей", – говорит Гом, являющийся партнером винодельческой компании Mercier.

В традиционных центральных районах, таких как Бордо, чересчур теплое лето привело к тому, что виноград стал более богатым сахаром, что вскоре может стать проблемой.

"В 70-х годах обычное шато в Бордо производило вино с 11 градусами алкоголя. Сегодня это от 13 до 14 градусов. Через 10-20-30 лет может дойти до того, что это уже будет не вино, а чистый спирт. Ценность этих замков может быть уничтожена эволюцией изменения климата. Поэтому им нужно рассмотреть новые варианты, и один из них – это пересадка новых виноградных растений, которые более устойчивы к изменению климата", – объясняет Гом.

Он выделяет три причины, по которым имеет смысл начинать разведение виноградников в космосе.

"Во-первых, выращивание винограда на Земле стало слишком чувствительным к климату. Во-вторых, вино является успешным сельскохозяйственным сегментом, и это означает, что в этот сектор поступает много денег, поэтому мы не можем допустить, чтобы чрезмерное количество сахара (ныне содержащееся из-за климата в данном продукте) испортило его. В-третьих, вино само по себе очень интересная жидкость, и кто знает, каких открытий мы сможем добиться, начав его разведение в космосе", – говорит Гом.

"Мне часто приходится напоминать людям, что естественным результатом ферментации винограда является уксус. Такова природа этого продукта. Так что пришла пора что-то менять. И это то, чем сейчас занимаются неравнодушные виноделы", – говорит Сакки Преториус, всемирно известный специалист в области молекулярной микробиологии вина.

Вино: из дикой природы в космос

В течение примерно семи тысяч лет люди манипулировали эволюцией вина, отбирая лозы, размножаемые различными формами селекции. Контролируемая ферментация, розлив по бутылкам, специализированные дрожжи и бактерии – все это давно используется, но в условиях изменения климата уже не так эффективно для получения качественного продукта, как было прежде.

Виноделы уверены, что самым явным фактором риска остаются возможные потери устойчивости этой культуры в будущем. В целом из всего этого следует сделать вывод о том, что на сегодняшний день вино является хорошим кандидатом для мутагенеза.

Таким образом, ученые уверены, что эксперименты по разведению семян в космосе непременно дадут результаты. Космические полеты могут принести полезную информацию для поддержки и развития сельского хозяйства.

Нашли нарушение? Пожаловаться на содержание