РАСТЕНИЯ-ЭКСТРЕМАЛЫ

Один из научных проектов, реализуемых в Институте ботаники НАН РА, связан с исследованием растений с С4 фотосинтезом, приспособленных к засушливым и экстремально жарким климатическим условиям. Своеобразие этих растений заключается в том, что, в отличие от других представителей флоры, они могут выживать в достаточно сложных условиях и дефицит влаги не оказывает негативного воздействия на их жизнедеятельность.

 ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕДУТСЯ НА СРЕДСТВА, ВЫДЕЛЕННЫЕ КОМИТЕТОМ ПО НАУКЕ АРМЕНИИ и рассчитаны на пять лет. Согласно условиям гранта, одним из руководителей проекта должен быть зарубежный ученый. Им стал профессор Мехди Дехгами из Ирана, имеющий большой опыт работы с С4 растениями. Со стороны Армении проектом руководит старший научный сотрудник Института ботаники Александр Рудов, также имеющий большой опыт этих исследований. В течение трех лет оба руководителя проекта совместно занимались изучением растительности пустынь Ирана в Тегеранском университете.

История эволюции растений группы С4 началась примерно 25-30 миллионов лет назад, когда в разных семействах растений сформировался особый способ С4 фотосинтеза, то есть преобразования света в происходящие в растениях химические реакции. Это было связано с тем, что в атмосфере Земли уровень углекислого газа, необходимого для жизни растений, резко понизился. Одновременно появились сезонные отличия, чего не было прежде. В некоторых регионах нашей планеты произошли климатические изменения - аридизация - испарение стало преобладать над осадками, климат стал засушливым, жарким, появились и начали расширяться пустыни и аридные регионы. Летняя температура начала подниматься до очень высоких цифр в отличие от тропиков, где, независимо от сезона, температура остается стабильно высокой. То есть в регионах с жарким и сухим климатом наряду с другими появились растения, максимально приспособленные к сложным условиям. Газовый обмен у них стал происходит по-другому, в неприемлемых для других растений условиях многие из них продолжают расти, зеленеть.

 Генетики пытаются выделить те гены этих растений, благодаря которым в сложных условиях фотосинтез не прекращается, и внедрить их в другие растения, чтобы повысить их приспособленность к сухому и жаркому климату. Но своеобразие этой группы растений не исчерпывается генетическими особенностями. У них отмечаются и анатомические отличия, и клетки функционируют несколько по-другому.

Согласно научным данным, изменения в этих растениях разных видов происходили не менее 64 раз. Причем процесс эволюции шел одновременно, но независимо в разных семействах и группах растений.

Вообще регионов с жарким и засушливым климатом на Земле много. Они есть в Средней и Западной Азии, в Южной и некоторых регионах Северной Америки, это климат саванн и прерий. Растения группы С4 достаточно широко распространены и в некоторых регионах Армении, где их насчитывается более 90 видов. В общем-то это не так уж много, если учесть, что на территории нашей страны обитает порядка 3,5 тысячи представителей флоры. Растения группы С4 преобладают в окрестностях Еревана, в Араратской, Армавирской областях и в Мегри, в их числе есть редкие для Армении виды и сорняки, которые особенно приспособлены к условиям сухого и жаркого климата. В первую очередь это касается Араратской равнины, где до развития садоводства и создания системы орошения была полупустыня и солончаки.

 НО ПОЧЕМУ НУЖНО ЗАНИМАТЬСЯ ИССЛЕДОВАНИЯМИ ЭТИХ РАСТЕНИЙ В АРМЕНИИ, которая находится на краю жаркого и засушливого региона Евразии, тем более, что эти растения обитают в Армении не везде? С увеличением высоты они исчезают, поскольку климат становится более прохладным и влажным. Дело в том, что изменения климата происходят на всей нашей планете. Температурные показатели повсеместно растут, и остановить этот процесс мы не в силах. Значит, нужно выживать в этих условиях и максимально сохранить растительный мир, по крайней мере до тех пор, пока не начнутся очередные изменения климата на нашей планете. Причем некоторые из обитающих на территории нашей страны растений группы С4 внесены в Красную книгу Армении.

Научный проект, посвященный исследованиям группы С4, предполагает не только картирование распространенности этих растений, но и дальнейшее изучение их особенностей, что будет способствовать сохранению этих видов в первую очередь в дикой природе. Однако выполнение этой задачи сопряжено с серьезными трудностями. Многие территории, где распространены эти растения, используются как сельскохозяйственные угодья, на них расположены промышленные объекты, рыбные хозяйства. Но изучать эти растения и возможности их выживания нужно. Поэтому на территории Ереванского Ботанического сада будет создан участок, на котором предполагается высадить растения этой группы, причем не только обитающие в Армении, но и привезенные из других регионов мира.

 Некоторых зарубежных ученых интересует, использовались ли в прошлом растения группы С4 как кормовая база для диких животных. Возможно, когда-нибудь этот вопрос приобретет и практическое значение. Неизвестно, какие сюрпризы преподнесут нам изменения климата и как в условиях повышения температуры и сокращения влаги будет решаться вопрос кормов. Какие результаты исследований приобретут практическое значение, предсказать трудно. История науки знает массу примеров, казалось бы, неожиданного применения результатов исследований. Однако некоторые перспективы изучения растений группы С4 не вызывают сомнений. В условиях изменения климата обеспечение продовольственной безопасности будет приобретать все большую актуальность, и решение этой проблемы будет связано не только с генной инженерией и селекцией, но и с более широким использования растений группы С4, в которую входят сахарный тростник, кукуруза, сорго, некоторые злаки. Не исключено, что список растений, используемых для получения продуктов питания, будет расширен.