ค้นพบ “เหมืองทองคำทางพันธุกรรม” ที่สามารถช่วยพืชผลให้อยู่รอดจากภาวะโลกร้อนได้แล้ว—ในทะเลทรายที่แห้งแล้งที่สุดในโลก
พืชที่เติบโตในทะเลทราย Atacama ทางตอนเหนือของชิลีถือเป็นกุญแจสำคัญในการรับมือกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศตามการวิจัยใหม่
พวกมันได้พัฒนายีนที่ช่วยให้พวกมันเจริญเติบโตได้ในบริเวณที่เหมือนดาวอังคารมากที่สุดในโลก
ส่วนใหญ่มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับอาหารหลัก
เช่น ธัญพืช พืชตระกูลถั่ว และมันฝรั่ง
นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าเปิดประตูสู่วิศวกรรมผลไม้และผักที่แข็งแรงขึ้น
ศาสตราจารย์กลอเรีย คอรุซซี หัวหน้าทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยนิวยอร์ก กล่าวว่า “ในยุคของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศแบบเร่งรัด สิ่งสำคัญคือต้องเปิดเผยพื้นฐานทางพันธุกรรมเพื่อปรับปรุงการผลิตพืชผลและความยืดหยุ่นในสภาวะที่แห้งและขาดสารอาหาร”
ทะเลทรายริมชายฝั่ง
ที่คั่นกลางระหว่างชายฝั่งแปซิฟิกและเทือกเขาแอนดีส—เป็นที่ราบสูงที่แห้งแล้ง ทว่าในฤดูใบไม้ผลิ มุมเล็กๆ ถูกปูด้วยพรมดอกไม้ ปาตาเดกวานาโกสีม่วงและอนานูกาสีเหลืองเป็นหนึ่งในพืชกว่า 200 สายพันธุ์ที่บานสะพรั่ง
พวกเขาเจริญเติบโตในสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวยซึ่งมีปริมาณน้ำฝนเฉลี่ยเพียง 0.01 เซนติเมตรต่อปี
พันธุ์อื่นๆ ได้แก่ หญ้า ไม้ล้มลุก และไม้พุ่มยืนต้น
ต้นเมสกีต พุ่มไม้บัควีท เฟิร์น และปราชญ์ดำมีรากลึกและใบเนื้อที่ยังคงความชุ่มชื้น
พืชที่ยากที่สุดในโลกตอนนี้ทีมจากต่างประเทศกำลังเข้าสู่จุดต่ำสุดของปรากฏการณ์ที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์งงงันมานานหลายทศวรรษ
พวกเขาสร้าง “ห้องปฏิบัติการทางธรรมชาติ” ที่ไม่มีใครเทียบได้ ซึ่งระบุยีนและจุลินทรีย์ที่เฉพาะเจาะจงซึ่งให้พลังงานแก่พืชที่ทนทานที่สุดในโลก
หวังว่าการค้นพบในการดำเนินการของ National Academy of Sciences จะช่วยเลี้ยงดูโลกในทศวรรษหน้า
Prof. Rodrigo Gutierrez ผู้เขียนร่วมของมหาวิทยาลัย Pontifical Catholic University of Chile กล่าวว่า “การศึกษาพืชในทะเลทราย Atacama มีความเกี่ยวข้องโดยตรงกับภูมิภาคต่างๆ ทั่วโลกที่แห้งแล้งมากขึ้น ด้วยปัจจัยต่างๆ เช่น ความแห้งแล้ง อุณหภูมิสุดขั้ว และเกลือในน้ำและดินที่เป็นภัยคุกคามต่อ
การผลิตอาหารทั่วโลก”
เพิ่มเติม: เสิร์ชเอ็นจิ้นที่ปลูกต้นไม้ด้วยการค้นหาทุกครั้งเพิ่งปลูกต้นไม้ที่ 100 ล้านของมัน
พืชยังต้องรับมือกับระดับความสูง สารอาหารในดินต่ำ และรังสีที่สูงมากจากแสงแดด
ตลอดระยะเวลา 10 ปี นักวิจัยได้รวบรวม ติดฉลาก และแช่แข็งพืชที่โดดเด่นที่สุด 32 ชนิด
พวกเขาถูกพรากไปจากสถานที่ 22 แห่งทั่วทะเลทรายในพื้นที่พืชพันธุ์ต่าง ๆ และที่ระดับความสูงทุก ๆ 100 เมตร
ตัวอย่างถูกเก็บไว้ในไนโตรเจนเหลว และส่ง 1,000 ไมล์เก็บไว้ใต้น้ำแข็งแห้งไปยังห้องทดลองของ Prof. Gutierrez ใน Santiago ซึ่งเจ้าหน้าที่ทำแผนที่ DNA ของพวกเขา
บางแห่งเติบโตที่อุณหภูมิผันผวนมากกว่า
50 องศาในแต่ละวัน หรือมีรังสีสูงมาก
ส่วนอื่นๆ ถูกพบในดินที่ส่วนใหญ่เป็นทรายและขาดสารอาหาร โดยมีฝนตกเพียงปีละครั้งในช่วงสองสามวัน
ที่เกี่ยวข้อง : เปรูปกป้องมาชูปิกชูด้วยการปลูกต้นไม้หนึ่งล้านต้นเพื่อป้องกันดินถล่มและไฟป่า
การวิเคราะห์พบว่าบางชนิดพัฒนาแบคทีเรียที่ส่งเสริมการเจริญเติบโตใกล้กับรากของพวกมัน
กลยุทธ์การปรับตัวช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการบริโภคไนโตรเจน ซึ่งมีความสำคัญต่อการเจริญเติบโตในดินที่ขาดสารอาหารของ Atacama
จากนั้นจึงระบุยีนที่มีลำดับโปรตีนที่ดัดแปลงโดยการเปรียบเทียบพืชกับ ‘น้องสาว’ 32 สายพันธุ์ที่คล้ายคลึงกัน
สิ่งนี้ทำโดยใช้เทคนิคที่เรียกว่าวิวัฒนาการทางวิวัฒนาการ
(phylogenomics) ซึ่งสร้างแผนภูมิต้นไม้ครอบครัวของสิ่งมีชีวิตขึ้นใหม่
Prof. Corruzi กล่าวถึงผลการวิจัยที่ตีพิมพ์ในProceedings of the National Academy of Sciencesว่า “เป้าหมายคือการใช้ต้นไม้วิวัฒนาการนี้โดยอิงจากลำดับจีโนมเพื่อระบุการเปลี่ยนแปลงในลำดับกรดอะมิโนที่เข้ารหัสในยีนที่สนับสนุนการวิวัฒนาการของ Atacama การปรับตัวของพืชให้เข้ากับสภาพทะเลทราย”
ท้องแม่น้ำบางแห่งใน Atacama แห้งแล้งมาประมาณ 120,000 ปีแล้ว
อุณหภูมิในเวลากลางวันอยู่ที่ประมาณ 25 องศาเซลเซียส—ลดลงเหลือลบสองในตอนกลางคืน NASA ได้ตรวจสอบเพื่อหาเบาะแสเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตที่อาจเกิดขึ้นในพื้นผิวย่อยของดาวอังคาร
ผู้เขียนร่วม
Dr Gil Eshel จาก NYU กล่าวว่า “การวิเคราะห์จีโนมเชิงคำนวณนี้เกี่ยวข้องกับการเปรียบเทียบลำดับโปรตีน 1,686,950 มากกว่า 70 สปีชีส์
“เราใช้ซูเปอร์เมทริกซ์ที่เป็นผลลัพธ์ของกรดอะมิโน 8,599,764 ตัวสำหรับการสร้างสายวิวัฒนาการใหม่ในประวัติศาสตร์วิวัฒนาการของสายพันธุ์ Atacama”
ดู : โครงการโดรนชนิดแรกในแคนาดาตั้งเป้าที่จะปลูกต้นไม้ 1 พันล้านต้นภายในปี 2571
การศึกษาระบุยีนของผู้สมัคร 265 ยีนซึ่งการเปลี่ยนแปลงลำดับโปรตีนถูกเลือกโดยกองกำลังวิวัฒนาการ
การกลายพันธุ์เหล่านี้สามารถรองรับการปรับตัวของพืชให้เข้ากับสภาพทะเลทราย
Credit : เซ็กซี่บาคาร่า
