Космическая гонка мутантных семян для борьбы с изменением климата
На борту Международной космической станции, несущейся вокруг Земли со скоростью более 20 скоростей звука, находятся одни из мельчайших форм жизни. Их миссия — помочь накормить человечество на нагревающейся планете.
Семена сорго и кресс-салата, запущенные на орбиту Международным агентством по атомной энергии (МАГАТЭ), закреплены в тонком металлическом контейнере. Это подвергает их интенсивному солнечному излучению в эксперименте по индуцированию генетических мутаций для выживания в условиях более высоких температур, засушливых почв, распространения вредителей и повышения уровня моря.
"До сих пор большинство экспериментов в области астроботаники было направлено на то, чтобы проверить, как можно выращивать растения для питания астронавтов в будущих космических колониях. Этот эксперимент другой, потому что он призван помочь людям на Земле адаптироваться к изменению климата", — заявила Шоба Сивасанкар, глава отдела генетики и селекции растений МАГАТЭ.
Повышение температуры и экстремальные погодные условия снизили мировую продуктивность производства продовольствия почти на 13% с 1961 года. NASA ожидает фундаментальных изменений в способах выращивания пищи в следующем десятилетии.
Космическая селекция в действии
- МАГАТЭ: В ноябре семена сорго и арабидопсиса (родственника кресс-салата) были запущены на 400 км в космос на ракете Northrop Grumman Corp. Ожидается, что они вернутся в лаборатории агентства в апреле для многолетних испытаний.
- Китай: Десятилетиями отправляет семена в космос. Учёные отмечают, что такие семена дают более высокие урожаи пшеницы, ячменя, кукурузы, огурцов и томатов. Страна до сих пор тестирует образцы с миссии 2006 года, содержавшей более 130 видов.
- Метод: Индуцирование мутаций с помощью радиации (космической или от источника кобальт-60 в лабораториях МАГАТЭ) считается естественным процессом. Поэтому такие семена не подпадают под те же рыночные ограничения, что и генетически модифицированные организмы (ГМО), созданные с помощью таких инструментов, как CRISPR.
Результаты и потенциал
- Рис — культура, наиболее часто подвергаемая радиационному мутагенезу: выведено 870 новых сортов. Улучшенные сорта во Вьетнаме и Индонезии увеличили урожайность более чем на 40%.
- Разработка нового сорта методом контролируемого мутагенеза занимает около десятилетия. "Помощь растениям адаптироваться к этим изменениям через генетическое разнообразие — самое устойчивое решение", — говорит Сивасанкар.
Шире, чем семена: многосторонняя роль МАГАТЭ
Лаборатории МАГАТЭ в Зайберсдорфе (Австрия) стали редким примером дипломатии, объединяющей Китай, Россию и США. Страны инвестировали почти $100 млн в модернизацию этого центра.
Помимо селекции растений, здесь ведутся другие проекты по использованию ядерных технологий в мирных целях:
- Программа стерильных насекомых помогла фермерам Северной Америки сэкономить десятки миллиардов долларов, уничтожив виды мух, атакующих фрукты и скот. В Италии программа устранила около 80% популяций комаров, переносящих болезни, в целевых регионах.
- Борьба с мухой цеце в Африке путём выращивания стерильных самцов для снижения популяции.
- Разработка тестов на COVID-19, вирусы Эбола и Зика, африканскую чуму свиней.
- Мониторинг ядерных материалов (например, обнаружение следов урана в пробах из таких стран, как Иран).
"Производство продуктов питания будет затронуто изменением климата. Но всё чаще именно другая угроза человечеству — изменение климата — стимулирует новые инвестиции", — отмечает энтомолог Шантель де Бир.