Этиловый спирт против засухи

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Небывалая жара и засуха обрушились на Европу этим летом. Европейские метеорологи говорят, что подобной жары и засухи не было в последние 230 лет.

Основные водные артерии Европы — Рейн, Дунай, По, Луара — обмелели на глазах. В реках Чехии, Нидерландов и Германии из-под воды показались так называемые «голодные камни». В Средние века они служили предвестниками голода, потому что обозначали критический уровень понижения воды.

Специалисты полагают, что острый дефицит воды и засуха — это новая европейская норма, с которой теперь придется жить.

Понятно, что от недостатка воды страдают все, и в первую очередь — сельское хозяйство. Без воды урожая не будет. Можем ли мы хоть что-то противопоставить новой реальности и защитить посевы?

Неожиданное решение придумали ученые из Института физико-химических исследований в Японии. Они предлагают добавлять в почву этиловый спирт, и тогда растения, в том числе рис и пшеница, смогут спокойно прожить две недели без воды. Иными словами — поливать посевы раз в две недели.

А как вообще могло прийти в голову ученым поливать растения раствором этилового спирта? Дело в том, что в прежних исследованиях они заметили, что растения, когда им не хватает воды, начинают внутри себя вырабатывать этанол. Таким способом, с помощью эндогенного этанола, растение борется со стрессом.

Тогда ученые рассудили, что если подпитать растения этанолом, то он защитит их от будущей засухи или дефицита воды. Эту гипотезу ученые проверили в эксперименте.

В течение двух недель они выращивали разные растения, и недостатка в воде посевы не испытывали. Затем три дня исследователи обрабатывали почву раствором этанола. А потом лишали растения воды на две недели.

Результат такой. 75% обработанных этанолом растений пшеницы и риса выжили, а вот из необработанных спаслись только 5%.

Теперь оставалось объяснить, а что такого волшебного делает этанол, что растения, не получающие воду, не только не гибнут, но и продолжают расти?  Потребовались еще эксперименты, которые и дали ответы.

Во-первых, растения, обработанные этанолом, как только начинали испытывать нехватку воды, сразу же закрывали устьица на своих листьях. Кажется, будто этанол давал эту команду. Вода переставала испаряться и удерживалась в растениях.

Во-вторых, растения, обработанные раствором спирта, производили сахара из части этого этанола и занимались фотосинтезом. А у необработанных фотосинтез замирал, и растения переставали получать сахара, то есть энергию, необходимую для роста.

Наконец, исследователи пометили этанол радиоактивными метками, чтобы посмотреть, как он будет работать внутри растения. Оказалось, что в обработанных этанолом растениях начали работать гены, которые включаются только при недостатке воды, то есть спирт запускал генетические механизмы, обеспечивающие устойчивость растений к стрессу. И растение встречало засуху во всеоружии.

Действительно, ученые предложили дешевый и простой способ увеличить урожайность даже при ограниченном количестве воды. Просто загодя поливайте растения очень слабыми растворами этанола, и будет вам хороший урожай в засуху. Соответствующая статья опубликована 25 августа 2022 года в журнале Plant & Cell Physiology.

Но каков этиловый спирт, господа! И у человека стресс снимает, и у растений. Вот уж действительно — природа полна сюрпризов и универсальных решений.