Растения могут неожиданным образом загрязнять воздух, которым мы дышим
Мы всегда восхищались способностью зеленых растений очищать воздух и бороться с загрязнением. Однако, как выяснилось, наши зеленые союзники могут иметь и негативное воздействие на качество воздуха. Защищая себя от вредителей, они одновременно могут наносить вред экологии.
Известно, что растения выделяют изопрен, но его истинное назначение долгое время оставалось загадкой. Гипотезы о защитной функции этого химического соединения выдвигались, но доказательств не было. Однако недавнее исследование, опубликованное в Science Advances после четырех десятилетий работы, наконец, раскрыло роль изопрена как природного инсектицида, который защищает листья растений от насекомых.Это открытие позволяет нам лучше понять сложные механизмы взаимодействия растений с окружающей средой и подчеркивает важность сохранения баланса природы. Теперь мы можем более осознанно подходить к вопросам охраны окружающей среды и управления экосистемами, учитывая не только пользу, но и потенциальные негативные последствия деятельности растений.Растения, находясь в условиях стресса, вырабатывают изопрен в значительных количествах, что свидетельствует о его важной функции. Исследователи из Мичиганского государственного университета провели серию лабораторных экспериментов, чтобы подтвердить ключевую роль этого соединения. Они обнаружили, что растения, тратя до 2% накопленного углерода на синтез изопрена, имеют значительное преимущество в выживании.В ходе тепличных испытаний исследователи создали генетически модифицированные растения табака, которые активно выделяли изопрен, и сравнили их с обычными растениями. Оказалось, что гусеницы Manduca sexta предпочитали атаковать листья без изопрена, избегая растений, которые выделяли это соединение. Это подтверждает важность изопрена в защите растений от хищников и стрессовых условий.Таким образом, исследование показало, что изопрен играет ключевую роль в защите растений и является важным элементом их адаптации к переменчивым условиям окружающей среды. Результаты работы ученых подчеркивают не только значимость этого соединения, но и возможности его применения в сельском хозяйстве для улучшения устойчивости растений к стрессовым ситуациям.Изопрен, выделяемый растениями в качестве защиты, оказывает влияние не на себя, а на растения, утверждает Том Шарки, главный исследователь. Наблюдения за процессом в течение 10 дней показали, что растения начинали реагировать на нападение вредителей уже через два часа. Гусеницы, питавшиеся листьями, содержащими изопрен, отставали в росте, предположительно из-за возникших проблем с пищеварением из-за этого вещества.Помимо преимуществ, присущих этому естественному механизму защиты, существует и обратная сторона. Изопрен, как летучее органическое соединение, выделяется дубами и тополями, и является вторым по распространенности углеводородом на Земле после антропогенного метана. Попадая в атмосферу, изопрен взаимодействует с солнечным светом и оксидами азота, что приводит к образованию приземного озона — вредного загрязнителя, связанного с респираторными заболеваниями и экологическими проблемами.Возникает сложный дилемма перед учеными: стоит ли увеличивать производство растений с повышенным выделением изопрена для защиты от вредителей и увеличения продовольственной безопасности или, наоборот, ограничивать его использование в сельском хозяйстве ради сохранения чистоты воздуха?Должны ли мы добавлять изопрен в культурные растения для борьбы с вредителями, принимая во внимание его воздействие на озоновый слой? Или стоит ли нам вмешаться в генетику растений, чтобы снизить синтез изопрена и улучшить состояние атмосферы? Эти вопросы ставит перед собой Шарки, подчеркивая сложности, с которыми сталкиваются ученые в области биоинженерии.С точки зрения экологии и сельского хозяйства, решение этой проблемы имеет далеко идущие последствия, влияющие как на окружающую среду, так и на продовольственную безопасность человечества. Необходимо внимательно взвесить все аспекты и найти баланс между защитой растений, здоровьем окружающей среды и потребностями общества.Исследование, проведенное учеными из Michigan State University и опубликованное в журнале Science Advances, представляет новые данные о влиянии климатических изменений на экосистемы озер. Результаты исследования позволяют лучше понять долгосрочные последствия изменения климата на биоразнообразие и жизнедеятельность водных организмов.В ходе исследования было обнаружено, что повышение температуры воды в озерах приводит к изменениям в составе и количестве водных растений и животных. Это может сказаться на пищевой цепи и взаимосвязях в озерных сообществах, вызывая дисбаланс в экосистеме.С учетом полученных результатов, ученые призывают к более глубокому изучению воздействия климатических факторов на водные ресурсы и принятию мер для сохранения биоразнообразия озер. Важно учитывать эти данные при разработке стратегий устойчивого водопользования и охраны водных экосистем.Источник и фото - ecoportal.su
