У многих растений, например, у роз, ежевики и некоторых диких видов - есть острые выступы: шипы, иглы или колючки. Биологи и ботаники давно установили, что такие структуры выполняют природную защитную функцию:
- Защита от травоядных животных. Животные, особенно крупные, с меньшей вероятностью будут есть растения с острыми шипами. Это помогает растениям выживать и размножаться.
- Механическая защита нежных тканей. Шипы помогают защитить молодые побеги, цветы или плоды от повреждения.
- Часто связаны с условиями среды. У тех растений, которые эволюционировали в местах с большим давлением со стороны травоядных, шипы встречаются чаще.
Иными словами, если у растения есть шипы - это не случайно и не бесполезно. Они служат важной роли в его естественной защите.
Зачем же биологи хотят их удалить, вмешавшись в генетику?
Что такое генное редактирование растений?
Генное редактирование - это современная биотехнология, позволяющая избирательно менять или выключать определённые гены в ДНК организма. Самый известный инструмент - CRISPR-Cas9 - действует как молекулярные «ножницы», которые могут вырезать или отключать нужный участок ДНК.
Важно: в таких экспериментах обычно не добавляют чужие гены - они просто изменяют уже существующие в геноме растения, чтобы убрать или усилить определённые признаки.
Биологи научились удалять шипы через генное редактирование
Недавние научные исследования показали, что у многих колючих растений существует общий набор генов, контролирующих развитие шипов (или похожих структур). Удалив или изменив работу этих генов, растение формирует гладкие побеги без острых выступов:
- Учёные идентифицировали семейство генов, которые определяют появление шипов у роз и других видов. Их изменение приводит к росту безостых побегов.
- В другом исследовании показали, что у ряда растений изменение активности определённых генов может превратить будущий шип в нормальную веточку или стебель.
Эти эксперименты проводят с использованием современных инструментов редактирования генов - чаще всего CRISPR.
Зачем биологам и фермерам удалять шипы у растений?
На первый взгляд кажется, что шипы - полезная защита, и зачем их убирать? На самом деле в сельском хозяйстве и садоводстве могут быть довольно прагматичные причины:
1. Удобство сбора урожая
У растений с острыми шипами, например, у ежевики, сбор плодов сложный, травматичный и медленный. Без шипов собирать ягоды легче, быстрее и безопаснее для людей.
2. Повышение эффективности выращивания
Гладкие побеги позволяют:
- размещать кусты плотнее;
- механизировать сбор;
- избежать порезов на оборудовании или у рабочих.
3. Комфорт для садоводов и потребителей
В декоративных растениях, например, розах, отсутствие шипов может сделать уход проще, а общение с растением - безопаснее.
Важное уточнение: удалить шипы не означает сделать растение уязвимым - многие растения при этом сохраняют другие виды защиты (например, химические вещества, непригодные для еды насекомых).
Это не значит, что шипы бесполезны
Даже если ученые могут удалить шипы, это не отменяет их естественной роли в защите растений в дикой природе. В дикой среде без шипов растения чаще становятся лёгкой добычей для травоядных. Удаление шипов имеет смысл прежде всего в контексте сельского хозяйства и промышленного выращивания, где защита от травоядных обеспечивается другими способами (ограждения, химические или биологические средства защиты и т.п.).
Итог
Генетическое редактирование позволяет современным биологам управлять определёнными признаками растений, в том числе удалять шипы. Это делается путём точечных изменений в генах, которые отвечают за их формирование.
Причины этого - прагматичные: повышение комфорта, безопасность труда и эффективность выращивания в агрокультуре. Но в природе шипы остаются важной защитной стратегией растений, и их существование не лишено смысла.