Биофизик хочет поправить гены бактерий, чтобы бороться с высыханием почв

Сделать засушливые экосистемы более устойчивыми к изменению климата и чрезмерному выпасу скота можно путем изменения генов микробов, живущих в почве. Об этом сообщает Рикарда Соле, биофизика из Университета Помпеу Фабра в Испании, передает 28 августа портал Science X.

Исследователи планируют начать лабораторные эксперименты с реальными организмами в следующем году.

Исследование находится на ранней стадии и в настоящее время состоит из теоретической работы с использованием компьютерных моделей. Но модели предполагают, что даже относительно небольшие изменения в ключевых организмах могут иметь глубокие последствия.

По словам Рикарда Соле, районы с дефицитом воды, известные как «засушливые земли», занимают примерно 40% суши и являются домом примерно для 40% человеческого населения. Во многих засушливых районах имеются продуктивные экосистемы, приспособленные к низким уровням влажности. Но когда такие экосистемы подвергаются чрезмерному выпасу или потеплению климата, они могут разрушиться и превратиться в гораздо менее гостеприимные пустыни. Эти коллапсы часто происходят внезапно, после того как экосистемы проходят «переломный момент».

Соле и его коллеги работают над тем, чтобы выяснить, могут ли генетические изменения микроорганизмов сдвинуть эти переломные моменты. Соле говорит, что для примера можно взять фотосинтетические бактерии, которые уже живут в засушливых почвах, и сращивать гены, которые позволяют им накапливать больше воды или захватывать больше фосфора. Эти сконструированные бактерии могли бы затем обогатить почву, позволяя растениям расти и создавать тень, которая затем поддерживала бы рост большего количества бактерий.

Соле описывает такие взаимовыгодные отношения между видами как «кооперативные циклы». В одном наборе моделей он и его коллеги моделировали создание новых кооперативных циклов и наблюдали, как они влияют на остальную виртуальную экосистему. В другом наборе моделей они моделировали микробы с повышенной способностью рассеиваться и распространяться в новые области.

Оба типа модификаций позволили моделируемым экосистемам функционировать в более сухих условиях. Теоретически, инженерные микробы могут позволить экосистемам засушливых земель выжить еще несколько десятилетий, давая человечеству больше времени для решения основных проблем, таких как изменение климата, сказал Соле. Результаты исследования были опубликованы в журнале Royal Society Open Science.

Люди часто опасаются, что инженерные организмы могут привести к сценариям типа «Парка Юрского периода», отметил Соле. В самом деле, потребуются обширные испытания, чтобы гарантировать, что сконструированные микробы не причинят никакого непреднамеренного вреда. Но, по мнению Соле, плачевное состояние экологии может оправдать крайние меры.

«Мы и так все делаем неправильно. Мы все разрушаем. Нам нужно выиграть немного времени», — заявил ученый.