Модифицированные растения для борьбы с изменением климата

Ежегодно в мире выделяется около 120 гигатонн CO₂ при дыхании почвы и растительности. Растения способны поглотить почти 123 гигатонны за тот же период за счёт фотосинтеза. Однако, поскольку люди выбрасывают в этот цикл ещё около 10 гигатонн CO₂ (в основном сжигая ископаемое топливо), образуется избыток в 7 гигатонн. Именно эти 7 гигатонн являются основной проблемой, подпитывающей глобальное потепление.

Учёные из Вюрцбургского университета под руководством Томаса Дандекара изучают возможность создания растений с модифицированным метаболизмом, способных более эффективно поглощать избыточный углекислый газ. Результаты опубликованы в журнале Trends in Biotechnology.

Расчёт модифицированных метаболических сетей

Используя математические компьютерные модели, исследователи скомбинировали два метода модуляции метаболизма растительной клетки. Сложные расчёты показали, что такая комбинация теоретически позволяет растениям поглощать в пять раз больше CO₂, чем в нормальном состоянии.

Теперь эти теоретические расчёты должны быть проверены на практике. Эксперименты под руководством профессора Мухаммада Насима планируется начать в 2024 году на табаке и резуховидке Таля (Arabidopsis thaliana), так как эти растения легко модифицировать.

Меньше углерода и больше урожая

Если исследования окажутся успешными, они позволят решить две проблемы одновременно:

1. Модифицированные растения будут поглощать больше CO₂.
2. Они также будут давать более высокий урожай биомассы.

По мнению Дандекара, эта технология могла бы помочь крупным компаниям, например, цементной промышленности (ответственной за 4–8% глобальных выбросов CO₂), компенсировать свои выбросы. Для этого можно было бы использовать, например, модифицированные диатомовые водоросли, выращивая их непосредственно в карьерах.

Решение двух проблем человечества

Мухаммад Насим подчёркивает, что изменение климата и продовольственная безопасность тесно связаны. Климатические изменения приводят к засухам и неурожаям. Растения с модифицированными метаболическими путями могли бы не только связывать больше CO₂, но и производить больше биомассы для питания.

Особую актуальность это имеет для таких регионов, как Объединённые Арабские Эмираты, где прогнозируется рост температур до 50–60 °C и отмечается один из самых высоких уровней выбросов CO₂ на душу населения в мире.

Необходимость финансирования исследований

Данная стратегия — не единственный возможный путь. Другие перспективные подходы включают, например, осветление морских облаков или производство экодизеля из CO₂ с использованием водорода от солнечных элементов.

Томас Дандекар предупреждает, что любую выбранную стратегию или их комбинацию необходимо тщательно изучать в течение следующего десятилетия. Крайне важно увеличить финансирование исследований активных стратегий борьбы с изменением климата на фоне глобального нежелания реально сокращать выбросы. Иначе к 2030 году человечество может оказаться беззащитным перед всё более серьёзными последствиями роста концентрации CO₂.