Какими будут растения будущего

Ученые научились «заряжать» растения. Из них можно сделать светильники

В 2017 году американские ученые разработали первое поколение растений, которые способны излучать свет. Для этого они обработали их листья люциферазой — именно это вещество позволяет светлячкам светиться в темноте. Растения могли излучать свет на протяжении нескольких часов, но уровень яркости был минимальным. Недавно ученые улучшили свой результат, показав публике новое поколение светящихся растений. Их листья были покрыты новым веществом, которое обеспечивает более яркое свечение на протяжении примерно одного часа. Растение можно «заряжать» под синим светодиодом — воздействие на листья на протяжении 10 секунд позволяет растениям светиться еще один час. Как видно, группа ученых не стоит на месте и в скором времени может показать миру альтернативный способ освещения жилых помещений. Вы только представьте: наши дети и внуки смогут читать книги под светом домашних растений! Звучит интригующе, поэтому давайте разберемся подробнее, как все это работает.

В будущем растения можно будет использовать в качестве светильников

Какие растения светятся в темноте?

О новом поколении светящихся растений было рассказано в научном издании Science Alert. На этот раз в качестве светящегося вещества они использовали алюминат стронция, который поглощает свет и возвращает его в еще большем количестве. Вещество было внедрено в частицы диаметром в несколько сотен нанометров. Они, в свою очередь, были введены в листья через небольшие отверстия на их поверхности, которые именуются как устьица. Частицы накопились во внутреннем слое листьев и образовали собой тонкую пленку, которая не наносит вреда растению.

Светящиеся частицы внутри растения

В ходе экспериментов было выяснено, что пленка из алюмината стронция способна «заряжаться» светом как от солнца, так и светодиодной лампы. Ученые поставили растение под синий светодиод на 10 секунд и листья зарядились настолько, что испускали свет обратно на протяжении почти одного часа. Сообщается, что потом исследователи пробовали менять концентрацию светящегося вещества и время пребывания под лампой и добились лучшего результата. Постоянно подзаряжаясь, растение смогло выполнять функцию лампы на протяжении двух недель. После этого срока оно погибло, но ученым удалось извлечь из листьев 60% светящихся веществ и использовать их повторно на другом растении.

Слева структура обычного листа, справа — модифицированного

После экспериментов со свечением, исследователи решили выяснить, какие виды растений можно использовать в качестве светильников. Проще всего светящимся слоем можно оснастить жеруху обыкновенную (Nasturtium officinale), которая с древних времен используется людьми как листовой овощ. Это растение обладает 2—7 парами листьев круглой или овальной формы, а также крупным листом сверху. В России это растение чаще всего встречается в предгорьях Кавказа и Дагестана. Помимо него, в качестве светильников можно использовать табак обыкновенный (Nicotiana tabacum), базилик (Ocimum basilicum), маргаритку многолетнюю (Bellis perennis) и колоказию (Colocasia).

Разработанные американскими учеными светящиеся растения

Какими будут растения будущего?

Светящееся растение было продемонстрировано на выставке Plant Properties, которая прошла в Смитсоновском институте. На данный момент ученые занимаются созданием третьего поколения растений-светильников. Их особенность будет заключаться в том, что листья будут покрыты как нынешним алюминатом стронция, так и использованной в 2017 году люциферазой. В теории, совокупность этих веществ должно сделать свечение растений более ярким и длительным. Но это только предположение — чтобы убедиться в этом, нужно подождать результатов тестирования. Сейчас даже неизвестно, удастся ли ученым внедрить в листья сразу два вещества. Ведь не исключено, что они туда попросту не поместятся или приведут к быстрой гибели растений.

Как вы думаете, смогут ли ученые в будущем вырастить светящееся дерево? Пишите в комментариях или нашем Telegram-чате

Внедрение в растения дополнительных веществ для придания им новых функций называется нанобионикой растений. В 2014 году американским ученым удалось внедрить в растения углеродные нанотрубки и на 30% увеличить их способность к фотосинтезу. Также после модификации растения стали чувствительными к газам, которые загрязняют окружающую среду. Исходя из этого получается, что в будущем из растений можно будет создать не только осветительные приборы, но и датчики загрязненности.

Если вам интересны новости науки и техники, подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен. Там вы найдете статьи, которые не были опубликованы на сайте!

Ученые уже давно пытаются модифицировать растения. Недавно они заставили картофель светиться, чтобы фермеры могли получать больший урожай. Но как все это взаимосвязано? Читайте в этом материале.

Источник

Растения будущего: Какие новые виды появятся на планете через полвека?

В современном мире, наша планета сталкивается с быстрым климатическим изменением и массовым вымиранием видов. Эти проблемы выдвигают перед нами важную задачу — поиск новых растений, которые могут выжить в новых условиях и способствовать балансу экосистемы.

Исследования и инженерия растений

Ученые по всему миру активно ведут исследования и разработки в области инженерии растений. Они работают над созданием новых видов, способных адаптироваться к экстремальным условиям, таким как повышенная температура, засуха и загрязнение окружающей среды. Для достижения этой цели ученые используют различные методы, включая генетическую модификацию и кроссбридинг.

Морфологические адаптации

Одним из направлений исследований является создание растений с новыми морфологическими адаптациями. Например, ученые разрабатывают растения с более глубокими корнями, чтобы они могли достигать воды в засушливых условиях. Также исследуются растения с измененными листьями, которые способны лучше сохранять влагу и противостоять высоким температурам.

Генетическая модификация

Генетическая модификация растений — это еще один подход, который используется для создания новых видов. Ученые внедряют в геном растения гены, которые дают ему необходимые свойства, такие как высокая устойчивость к болезням, неприхотливость в отношении условий выращивания или способность фиксировать азот из воздуха. Этот метод позволяет создавать растения с желаемыми характеристиками.

Новые виды растений

Через полвека, благодаря современным исследованиям и технологиям, мы можем ожидать появление новых видов растений, способных выжить в условиях, которыми мы будем обладать. Вот некоторые из возможных новых видов:

1. Сухостойкие культуры: Растения, способные произрастать в условиях с недостатком воды и высокими температурами, будут широко развиваться. Может появиться новый сорт пшеницы, способный произрастать в пустынных районах.
2. Гипераккумулирующие растения: Ученые работают над созданием растений, которые способны накапливать тяжелые металлы и другие вредные вещества из почвы и воды. Это поможет очищать загрязненные участки и предотвратить дальнейшее распространение вредных веществ.
3. Растения с улучшенными питательными свойствами: Одной из целей генетической модификации растений является улучшение их питательных свойств. Возможно, появятся новые виды овощей или зерновых, более богатые полезными веществами, такими как витамины и минералы.

Заключение

Современные исследования и разработки в области растений позволяют нам смотреть в будущее с оптимизмом. Создание новых видов растений, способных адаптироваться к меняющимся условиям, поможет справиться с проблемами, связанными с климатическим изменением и потерей биоразнообразия. Ученые постоянно работают над этими проблемами, и мы можем ожидать, что через полвека наша планета будет обладать более устойчивыми и разнообразными экосистемами, благодаря новым видам растений.

Источник

Растения будущего: какие виды доминируют через 50 лет?

В условиях изменения климата и экологических кризисов, будущее растительного мира может выглядеть совершенно иначе. Сегодня мы рассмотрим, какие виды растений могут стать доминирующими через 50 лет.

1. Растения с низким потреблением воды

В связи с изменением климата увеличивается количество областей с засухами, а это значит, что растения, способные жить в условиях недостатка воды, будут иметь преимущество. Некоторые из них уже широко распространены, например, кактусы, суккуленты, а также такие растения, как:

Эти растения выдерживают длительный период без дождя, а для выживания им не нужно поливать их регулярно.

2. Растения для выбросов углекислого газа

С увеличением углекислого газа в атмосфере, растения, способные его поглощать, становятся все более важными. Создание новых растений, способных удалять газы, может существенно смягчить антропогенное глобальное потепление. Некоторые такие растения уже существуют:

3. Растения для создания кислорода

Все распространенным заблуждением является то, что леса, которые населяют нашу планету, это главный источник кислорода. Процесс же фотосинтеза, который и производит кислород, можно проводить в любых растениях. Некоторые из таких растений станут более распространенными через 50 лет. Это из кустарников, например:

• Ладанник
• Дуб листопадный
• Ягодный кустарник
• Растения свёкольного семейства

4. Растения с низкими требованиями к почве

Свободный доступ к плодородным землям, где можно выращивать культуры, стоит денег. Почва на земле все чаще разыскивается для жилой и коммерческой застройки. Соответственно, растения, не нуждающиеся в плодородной почве, будут иметь преимущество. Некоторые из таких растений, подходящих для выращивания на земле через 50 лет, это:

Заключение

Существует огромный арсенал растительного мира, со способностью адаптироваться к изменяющимся условиям планеты. Большинство растений на нашей планете уже обладает способностью выживать в экстремальных условиях, имея при этом впечатляющие свойства. Некоторые из них могут стать доминирующими через 50 лет, а кто-то из них может исчезнуть. Будущее растительного мира, как и будущее всего мира, зависит от того, как мы будем его ухаживать.

Источник