Przełom w botanice. Naukowcy od lat szukają sposobów na przystosowanie rolnictwa do coraz częstszych susz. Kluczem do rozwiązania problemu mogą być niezwykłe „rośliny zmartwychwstania” – gatunki, które potrafią przetrwać miesiące bez wody i odżyć w ciągu kilku godzin po nawodnieniu. Jill Farrant, profesor botaniki na Uniwersytecie Kapsztadzkim, już jako dziecko zauważyła w Republice Południowej Afryce rośliny, które po wyschnięciu wydawały się martwe, jednak po deszczu błyskawicznie odzyskiwały wigor. Późniejsze badania wykazały, że należą one do wyjątkowej grupy 240 roślin kwitnących (z 352 tys. znanych gatunków), które wykształciły zdolność do całkowitego wysychania i ponownej regeneracji.Jedną z takich roślin jest Myrothamnus flabellifolia, zdolna do przeżycia dziewięciu miesięcy bez wody. Sekret jej niezwykłej odporności tkwi w mechanizmie zwanym witryfikacją – podczas wysychania roślina zastępuje wodę cukrami, tworząc szklaną, lepką substancję, która spowalnia reakcje chemiczne i chroni komórki przed zniszczeniem. Podobną strategię stosują niesporczaki oraz jaja solowców (tzw. małpki morskie). „To prawdziwy cud natury, że potrafią zachować swoje tkanki w tak ekstremalnych warunkach” – mówi Farrant.Czy można przenieść tę zdolność na rośliny uprawne?Zdaniem naukowców przystosowanie zbóż do takich warunków byłoby rewolucją w rolnictwie. Współczesne rośliny uprawne, takie jak kukurydza czy pszenica, radzą sobie coraz gorzej z rosnącą liczbą susz.„Kukurydza może przeżyć suszę, ale po nawodnieniu nie wraca do poprzedniego kształtu liści, co zaburza przepływ wody i CO2” – tłumaczy Carlos Messina z Uniwersytetu Florydy. „Jeśli udałoby się to zmienić, moglibyśmy utrzymać plony na wysokim poziomie”.Czytaj też: Otyłość a stan cywilny. Naukowcy znaleźli zależnośćPoczątkowo zakładano, że konieczne będzie wprowadzenie nowych genów do roślin uprawnych za pomocą inżynierii genetycznej. Farrant odkryła jednak, że wiele kluczowych genów odpowiedzialnych za przetrwanie suszy jest już obecnych w nasionach większości roślin. Wystarczy więc aktywować je w dorosłych roślinach, co mogłoby pomóc obejść regulacje dotyczące GMO.Przełomowe eksperymenty i wyzwaniaW 2018 roku naukowcy z Kenii i Szwecji wprowadzili pojedynczy gen XvAld1 pochodzący z rośliny zmartwychwstania Xerophyta viscosa do słodkich ziemniaków. Rośliny te stały się bardziej odporne na suszę, zachowywały liście dłużej i rosły wyższe mimo braku wody. Co ważne, ich struktura nie zmieniła się przed wystawieniem na suszę, co oznacza, że nie miało to negatywnego wpływu na plony.Podobne wyniki uzyskano w przypadku tytoniu i rzodkiewnika (Arabidopsis thaliana). Jednak regulacje prawne, szczególnie w Europie, utrudniają szerokie zastosowanie tej technologii.Nowym kierunkiem badań jest analiza mikrobiomu glebowego – bakterii i grzybów żyjących w korzeniach roślin. Niektóre z tych mikroorganizmów mogą zwiększać tolerancję roślin na brak wody.„Jeśli mikrobiom odgrywa rolę w zdolności roślin do przetrwania ekstremalnego stresu, możemy go przenieść do roślin uprawnych bez konieczności modyfikacji genetycznej” – mówi Timothy George, ekspert ds. gleby z Instytutu Jamesa Huttona w Szkocji.Czytaj też: Największa góra lodowa świata w potrzasku. Widać ją z kosmosuFarrant wraz ze współpracownikami bada obecnie mikrobiom korzeni Myrothamnus flabellifolia. Pierwsze wyniki sugerują, że unikalne bakterie i grzyby mogą pomóc innym roślinom w przystosowaniu się do suszy.Przyszłość rolnictwaSzczególnie obiecującym kierunkiem badań jest teff – zboże uprawiane w Etiopii od tysięcy lat, które ma bliskiego krewnego wśród roślin zmartwychwstania (Eragrostis nindensis). Naukowcy próbują znaleźć różnice genetyczne między tymi gatunkami, by ponownie wprowadzić do teff zdolność przetrwania długotrwałej suszy.Rośliny zmartwychwstania mogą zmienić przyszłość rolnictwa w obliczu zmian klimatycznych. Ich niezwykłe zdolności pozwalają mieć nadzieję, że nawet w świecie coraz częstszych susz i pustynnienia, ludzkość znajdzie sposób na uprawę roślin w ekstremalnych warunkach.Czytaj też: Zmiany klimatu wpłynęły na zwyczaje ptaków