Биоинженерные почвенные микробы могут помочь предотвратить опустынивание

Модификация генов микроорганизмов в почве может сделать засушливые экосистемы более устойчивыми к изменению климата и перевыпасу, согласно новому исследованию. Работа находится на ранней стадии и пока представляет собой теоретическое моделирование. Однако модели показывают, что даже относительно небольшие изменения ключевых организмов могут иметь глубокие последствия.

Засушливые регионы, или "сухие земли", покрывают около 40% площади суши и являются домом для примерно 40% населения Земли. Многие из них содержат продуктивные экосистемы, адаптированные к низкому уровню влаги. Но при перевыпасе или потеплении климата эти экосистемы могут внезапно коллапсировать, превращаясь в пустыни, после прохождения "точки невозврата".

Учёные исследуют, могут ли генетические изменения микроорганизмов сместить эти критические точки. Например, можно взять фотосинтезирующие бактерии, уже живущие в почвах сухих земель, и добавить им гены, позволяющие запасать больше воды или улавливать больше фосфора. Такие модифицированные бактерии могли бы обогащать почву, способствуя росту растений, которые создают тень и поддерживают дальнейший рост бактерий — формируются "кооперативные петли".

В одном наборе моделей исследователи симулировали создание новых кооперативных петель и наблюдали за их влиянием на виртуальную экосистему. В другом — моделировали микробов с повышенной способностью к расселению.

Оба типа модификаций позволили смоделированным экосистемам функционировать в более засушливых условиях. Теоретически, инженерные микробы могли бы позволить экосистемам сухих земель просуществовать на несколько десятилетий дольше, давая человечеству время на решение основных проблем, таких как изменение климата.

Результаты опубликованы в журнале Royal Society Open Science. В следующем году исследователи планируют начать лабораторные эксперименты с реальными организмами.

Авторы признают, что необходимы обширные испытания для гарантии безопасности и отсутствия непреднамеренного вреда от модифицированных микробов. Однако, по их мнению, острота экологического кризиса может оправдывать крайние меры.