18 сент. 2018 г.

Сельское хозяйство прислушивается к разговору растений

Комментариев: 1

Отредактировано: 18 сент. 2018 г.

Они постоянно говорят с клопами и птицами на языке, который может быть языком будущего в нашей пищи.

 

Мы проигрываем войну с вредителями. Каждый год мы сбрасываем на них 1 млрд. тонн инсектицидов; каждый год они съедают до пятой части урожая, который мы выращиваем. Это сценарий, обречённый на проигрыш. Инсектициды дороги в изготовлении и использовании: яблоня, например, должна oпыляться до 20 раз в год. Яды так-же имеют и побочные эффекты: больные фермеры, катастрофические промышленные аварии, происходит вымирание бабочек и пчел. В конечном итоге вредители развиваются и становятся устойчивыми к пестицидам, которые перестают работать.

Но выход есть. Нужно прислушаться к растениям, которые сражались в этой битве гораздо дольше, чем мы.

Когда гусеница или жук начинает жевать лист, растение реагирует синтезом своих защитных химических веществ, пытаясь отогнать насекомое. Оно также выпускает в воздух химический шлейф-сообщение, которое принимается близлежащими существами. Другие растения реагируют на эти предупреждения, производя собственное химическое оружие, вещества, которые отражают насекомых, питающихся листьями. Хищники, которые едят вредителей растений, также обнаруживают сигналы, используя их, как маяки, чтобы найти свою добычу.

Это общение происходит вокруг нас постоянно. Мотыльки, осы или птицы, пролетая над полем, получают постоянные  обновлениями о состоянии растений и насекомых поблизости и так-же о том, что они делают. Это самый большой и важный разговор на Земле. Но до недавнего времени мы понятия не имели, что это происходит, поскольку люди не могут почувствовать большинство этих химических выделений. (Запах травы - лишь одно исключение. Для нас это пахнет летом, но для других растений это предупреждение, что что-то кого-то атакует.)

The first evidence that plants might be able to communicate with one another came in 1983, with a study exploring the defense mechanisms of willow trees.

Первое доказательство того, что растения могут  общаться друг с другом, получено в 1983 году при изучении механизмов защиты ивы (defense mechanisms of willow trees).

Исследователи обнаружили, что когда листья  ивы были атакованы гусеницами, то не только это дерево, но и ивы поблизости начинали синтезировать соединения, чтобы отбиваться от вредителей. Это была удивительная находка: каким-то образом деревья могли делиться информацией, не имея при этом ушей, глаз или мозга. И вскоре выяснилось, что большинство, если не все, растения могут отправлять и получать эти воздушные химические сигналы.

Раскодирование кода растений дает новую возможность для нашего сельскохозяйственного будущего. Исследователи, которые изучают сигналы растений, теперь предвидят эпоху, когда урожаи могут идентифицировать вредителей, развертывать естественные защитные соединения и вызывать своих собственных телохранителей - и все без токсичных химических веществ.

«На данный момент мы не можем прокормить мир этой технологией», - говорит химик Джон Пикетт, один из пионеров этой работы. «Но завтра мы не можем прокормить мир сегодняшними технологиями».

Чтобы достичь этого будущего, нам придется переосмыслить войну с вредителями. Теперь мы относимся к ней как к обычной войне, где для выигрывания нужно произвести больше и смертоноснее оружия, чтобы убить как можно больше противников. Мы должны начать думать об этом как об интеллектуальной войне разведки, где для того, чтобы выиграть, нужно наблюдать за нашими врагами и использовать их собственные тактики и коды, чтобы обмануть и победить их.

Первым шагом будет освоение языка. Растения могут производить тысячи летучих соединений, и только одна эмиссия может смешивать более 200 различных химических веществ. Отправка неправильного сообщения может быть катастрофой: в одном исследовании кукурузные растения, обработанные некоторыми летучими соединениями, фактически стали более привлекательными для червяков и огуречных жуков.

Используя такие методы, как газовая хроматография для разделения отдельных соединений, команда Пикетта в Rothamsted Research в Соединенном Королевстве идентифицирует несколько летучих химических веществ, на которые реагируют многие растения, такие как цис-жасмон (cis-jasmone).

Известный в парфюмерном бизнесе цис-жасмон частично отвечает за интенсивность сладости цветка жасмина, но он также служит сигналом для активации защиты растений. Когда Пикетт распылял синтетический цис-жасмон на широком спектре растений (от сои до хлопка), они начали производить соединения для отражения тлей и других жуков.

 

 

Растения не единственные, кто слушает эти сообщения. Хищные вредители и гусеничные паразиты вынюхивают выбросы атакуемого  растения, и, как Бэтмен, отвечающий на сигнал летучей мыши в ночном небе, нападают на жертву.

Растения лимонной фасоли, зараженные сапсосодержащими паутинными клещами, таким образом привлекают хищных клещей, обнаружил химический эколог Марсель Дикк из Университета Вагенингена в Нидерландах.

Он и другие учёные работают над определением, какие насекомые реагируют на какие химикаты. Их техника заключается в том, чтобы отрезать антенны от хищных насекомых, производить выбросы растений по разобранным антеннам и использовать электроды для контроля электрических характеристик чувствительных к запаху ячеек.

Они составили длинный список существ, которые распознают сигналы бедствия растений, в их числе трипсы, хищные жуки, божьи коровки, крошечные червеобразные нематоды, паразитовидные осы, которые кладут яйца на гусениц и даже птицы.

Команды Пикетта, Дикка и другие по всему миру хотят использовать эти знания, чтобы научить наши культурные растения потерянным искусством самообороны. Многие из растений, которые мы выращиваем для производства продуктов питания, были селекционированы в течение нескольких поколений для вкуса или внешнего вида, и при этом они потеряли свои природные навыки общения.

Многоскрещённые разновидности кукурузы, обычно выращиваемые в Соединенных Штатах, больше не реагируют на сигналы, но некоторые разновидности, предпочитаемые фермерами в других частях мира, все еще обладают этой способностью. Их гены могут быть вновь введены в коммерческие культуры.

Диккe определил одну разновидность огурца, который в два раза превосходит обычного голландского коммерческого сорта по припривлечению хищных клещей, и он надеется внести обратно  эту способность в растение.

Pеальное доказательство того, что эта стратегия может работать, исходит из проекта, который работает с 1995 года в Кении и соседних районах Восточной Африки, где личинки мотыльков, называемые cтеблевыми мотыльками, потребляют до 80 процентов урожая кукурузы.

В рамках «притягательно-отталкивающей» системы, разработанной Международным центром физиологии и экологии насекомых в Кении, в сотрудничестве с исследованием Rothamsted Research, фермеры используют сигнальные установки для того, чтобы обманув личинок, держать их в стороне от урожая.

Для «отталкивания» они сажают между кукурузой или сорговыми растениями кустарниково-клеверное растение, называемое десмодием. Его выделения отталкивают стеблевых мотыльков, не давая им приблизиться к зёрнам.

«Притяжение» происходит от Неперской травы, посаженной вокруг краёв поля, чтобы отвлечь мотыльков от кукурузы, в которой они предпочитают откладывать яйца. Также можно посадить среди кукурузы, в качестве добавленного оружия, траву мелассы, выделения которой привлекают крошечные паразитические осы, которые уничтожают личинок стебельковых мотыльков. Согласно ICIPE, более 75 000 мелких фермеров теперь следуют этой системе, что является подтверждением её эффективности.

Эта система может быть адаптирована ко многим частям мира, где мелкие фермеры обычно выращивают несколько растений вместе. Но как насчет интенсивного сельского хозяйства в американском или канадском стиле, где огромные урожаи становятся возможными с помощью машин, монокультур и инсектицидов?

Мартин Хейл, эколог из мексиканского научно-исследовательского института CINVESTAV Irapuato, который изучает сигнализацию растений-насекомых, утверждает, что простое опылие культур с помощью химических веществ для привлечения хищников сельскохозяйственных вредителей не принесёт эффективности.

Это может разрушить всю экосистему. Сначала охотники за вредителями собирутся вокруг растений, которые как-будто нуждаются в помощи. Но если растение плачет крокодиловыми слезами и на нем не окажется никаких аппетитных вредителей, то тогда охотники за вредителями либо покинут это место, либо начнут умирать с голоду.

«Надежная и достоверная информация имеет решающее значение, - говорит Хайл. Он использует другой метод для кормления охотников на вредителей, привлекая их к культурным растениям путем выращивания сортов, которые, естественным способом производят нектар из своих стеблей и листьев, что является особым деликатессом для охотников на вредителей.

Разводить растения для лучшей коммуникации, являются лишь одной из идей, вдохновленных наукой о передаче сигналов растений. Генетически спроектированные растения-смотрители могут размещаться на полях, так-же как канарейки на угольных шахтах, - которые первыми подвергаются атаке и первыми поднимать тревогу, давая возможность ценным культурам подготовиться и начать  собственную защиту.

Сельскохозяйственные культуры, которые естественным способом производят летучие вещества, привлекающие вредителей, путём генетических модификаций могут быть изменены, чтобы отключить эти выделения и таким образом замаскироваться от вредителей.

Но для стратегии борьбы с вредителями, основанной на получении информации, сельское хозяйство должно стать более умным.

Трёхсторонние связи между растениями, вредителями и охотниками на вредителей должны быть полностью поняты. Сроки также важны: охотников на вредителей необходимо убедить, чтобы они появились достаточно рано, прежде чем вредители смогут нанести большой урон.

Переход от уничтожения вредителей к их обману может произойти только принудительно - когда пестициды перестанут работать или станут слишком дорогими для использования, или если население будет протестовать против использования пестицидов.

Диккe указывает на случай в регионе Альмерии в Испании, где производители томатов и перцев использовали незаконные пестициды в своих теплицах, пока немцы не обрушились на них в 2006 году. Европейские рынки в один день перестали покупать испанский перец, и производители были вынуждены перейти на метод, который полагается на использование охотников на вредителей.

Теперь довольно успешно все перцы в регионе, а также большинство огурцов и дынь, выращиваются таким способом. В опросе 97 процентов производителей сказали, что биоконтроль работает лучше, чем химические пестициды, говорит Дикке. «Этот вариант может в значительной степени заменить химикаты», - говорит он. «Для этого нужен сдвиг в сознании:« Мы можем делать вещи без химических веществ. То, что все считают невозможным, в действительности возможно ».

Это мир растений и мы живем в нем. Так что выяснение того, как они обнаруживают своих врагов и привлекают своих защитников, действительно может быть нашим лучшим шансом восстановить наши потерянные урожаи.

Понимая, как культивированные растения, которые кормят нас, разворачивают свою собственную защиту, мы можем помочь им улучшить её. Мы можем превратить растения в наших союзников - просто научившись говорить на их языке.

http://www.slate.com/articles/health_and_science/feed_the_world/2014/04/plant_animal_communication_control_agricultural_pests_with_chemical_signals.html

 

 

 

21 сент. 2018 г.

Николай Викторович Левашов писал о своих опытах подтверждающих передачу информации между растениями,а его уникальный эксперимент во Франции с растениями, почвой, под действием Генератора первичных материй который продолжается растекаясь ручейками "СветЛ- Флора", так что очень приятно узнать что и в других странах появились ростки этих знаний.

Самые новые посты
  • Десятки видов деревьев на востоке США смещаются на запад и север, «уходя» с привычных мест, на которых веками вырастали. Ученые обвиняют во всем изменения средних температур и количества осадков из-за глобального потепления. Выводы основываются на исследовании, которое проводилось с использованием анализа данных Лесной службы США, собранных с 1980 по 2015 год. В поле зрения ученых попали 86 видов деревьев, которые растут на территории между штатами Мэн и Миннесота, а также тех, что находятся на юге Флориды. Согласно результатам исследования, дуб, клен и другие лиственные деревья в основном двигаются на запад по мере того, как изменяется уровень влажности. Вечнозеленые растения, такие как ели и сосны, перемещаются на север в поисках более прохладных климатических условий. Движение деревьев может оказать глубокое влияние на экосистему лесов. Другие растения, почва, насекомые, животные зависят от деревьев, прячась в них и находя в них еду. Сам лес возлагается на своих жителей в распространении семян и удобрения ростков. Если деревья стали двигаться, деликатная система может быть разбалансирована, и это скажется, в свою очередь на миграции птиц. Согласно другим исследованиям, за 35 лет среднегодовая температура в восточной части США повысилась примерно на 0,16 °C. Наибольшее повышение средней температуры наблюдается именно в северных районах страны. Характер осадков также изменился, особенно в южном регионе, что привело к засухам. Климатологи объясняют такие изменения, по крайней мере частично, глобальным антропогенным потеплением. Для ученых смещение лиственных деревьев на запад стало одним из наиболее удивительных открытий. Источник https://www.theatlantic.com/science/archive/2017/05/go-west-my-sap/526899/?fbclid=IwAR1Q_hb-1z6VFyoxN_enJtiqtUuhcL8KZjlkZP8kvIXJXKPXcSb8rlBNpeg&utm_campaign=the-atlantic&utm_content=5ca9138500e48b00017e3b2a_ta&utm_medium=social&utm_source=facebook
  • Ученый Пол Штамец долгое время изучал целебные свойства грибов, однажды после их употребления он даже перестал заикаться, навсегда. Это стало отправной точкой в его жизни, он посвятил свою карьеру изучению грибов. В настоящее время, Пол Штамец (Paul Stamets) является одним из ведущих мировых экспертов в этой области. Он создал компанию Fungi Perfecti , которая занимается производством огромного количества товаров из грибов для терапевтического использования. Его доклад на TEDx в 2008 году стал одним из самых выдающихся выступлений. После этого на грибную индустрию обратили внимание такие личности, как Билл Гейтс, Джефф Безос (Amazon) и ребята из Google. Природные пестициды , доступные во всем мир: Контроль популяций насекомых. Источник для производства лучших антибиотиков. Грибы содержат некоторые из наиболее сильнодействующих препаратов, найденных в природе. Очистка загрязненных почв. Разложение токсинов и загрязняющих веществ, поглощение и уменьшение сточных вод и микроорганизмов в сельскохозяйственных водосборных бассейнах. Разложение нефти и ее производных. Борьба с голодом: грибы имеют относительно высокое содержание белка, 20% его сухой массы. Они помогают обеспечить широкий спектр незаменимых аминокислот. Они обладают низким содержанием жира и высоким содержанием клетчатки. Они также насыщены витаминами, такими как тиамин, рибофлавин, ниацин, биотин, аскорбиновая кислотаи витамин С. Они увеличивают здоровье наших лесов. Пол Штамец посвятил 40 лет своей жизни, микологии. Он является президентом ассоциации грибов Perfecti, которая предоставляет микотехнологии грибоводам во всем мире. Он обнаружил четыре новых вида грибов, способствует созданию методов для выращивания съедобных и лекарственных грибов, и биологической рекультивации грибов. Он опубликовал 6 книг по выращиванию, использованию и идентификации грибов: «Выращивание сьедобных и лекарственных грибов», «Грибной Культиватор», «Псилоцибные грибы мира», «Мицелии: Как грибы могут помочь спасти мир» и многие научные статьи. Транскрипт выступления: https://amara.org/en/videos/aBgUeILwKeF2/ru/394735/ https://returntonow.net/2018/06/04/mushroom-based-pesticide-could-make-chemical-pesticides-obsolete/?fbclid=IwAR0NHn22xYj1NObywoStVz7CwjI4BhZdGI-5F-jkbbeRSl8sMT8rvjQ_jA0 https://www.ted.com/talks/paul_stamets_on_6_ways_mushrooms_can_save_the_world?fbclid=IwAR0n-vPOlnekfhYypLL-XoivWfuACXQ-kPY0j9UF5Emjb6E1jfvWqzYzoho&language=ru&utm_campaign=tedspread&utm_medium=referral&utm_source=tedcomshare https://rodovid.me/Live_Earth_1008/6-sposobov-kak-griby-mogut-spasti-mir.html
  • Животные способны различать множество звуков , что помогает им охотиться или скрываться от опасности, находить сородичей или потенциальных партнёров и так далее. Иными словами, слух – это навык, необходимый для выживания. Но только ли животные способны слышать? Что, если растения в некоторым смысле также способны улавливать определённые звуки? Такие рассуждения побудили израильских учёных провести серию любопытных экспериментов. Результаты показали , что растения действительно могут различать важные для них звуки, в частности, характерные вибрации крыльев опылителей. При этом роль ушей играют именно цветки, сообщают специалисты из Тель-Авивского университета. В ходе работы они хотели проверить гипотезу о том, что растения способны воспринимать вибрации, генерируемые звуковыми волнами. Цветки многих растений имеют чашеобразную форму, что делает их идеальным "приёмником" таких сигналов, они срабатывают подобно спутниковым антеннам, поясняют биологи. Учёные провели ряд экспериментов с растениями вида Oenothera drummondii из рода энотеры (также известны как ослинник или ночная свеча). "Этот конкретный цветок имеет форму чаши, поэтому с акустической точки зрения такая структура будет вибрировать и усиливать вибрации внутри себя", – рассказывает соавтор работы Марин Вейтс (Marine Veits) в интервью National Geographic. Для экспериментов учёные использовали более 650 растений, которым создали различные "акустические условия". Часть растений "слушала" генерируемые компьютером звуки на низких, средних и высоких частотах. Для другой группы учёные включали запись полёта медоносной пчелы, якобы находящейся в 10 сантиметрах от растения. Контрольная группа ослинника содержалась в тишине: растения поместили под стеклянные колпаки, блокирующие звуки извне. Исследователи также использовали бесконтактный датчик под названием лазерный виброметр. Он фиксировал малейшие движения лепестков, а затем их сравнивали с вибрациями, созданными звуковыми волнами разных типов. Также специалисты отслеживали, как изменялось производство нектара при включении тех или иных звуков. Результаты показали, что тишина, а также звуки на высоких (158-160 килогерц) и средних (34-35 килогерц) частотах никак не повлияли на состав нектара. А вот растения, которые "слышали" низкочастотные звуки (0,2-0,5 килогерц) или звуки приближения пчелы с примерно аналогичным диапазоном (0,05-1 килогерц), отреагировали на акустический сигнал. В течение всего лишь трёх минут после "прослушивания" записей концентрация сахара в их нектаре возросла примерно на 20%. Между тем данные приборов показали, что цветки энотеры вибрировали в ответ на эти звуки, словно выполняли роль слухового сенсорного органа. А вот звуки более высоких частот не вызывали такого отклика. Затем команда провела аналогичное испытание с растениями, которым удалили один или несколько лепестков (цветки больше не имели форму "спутниковой тарелки"). В итоге изменений в производстве нектара, отмеченных в первом эксперименте, не наблюдалось. Это подкрепляет версию о том, что именно цветки выполняют роль "ушей", отмечают авторы работы. По их мнению, подобный навык является эволюционным преимуществом: благодаря способности "слышать" насекомых, растения могут увеличить шансы на опыление. Правда, биологи признаются, что им не вполне понятно, зачем растения делают свой нектар настолько сладким, ведь пчёлы способны обнаруживать и совсем небольшие изменения в концентрации сахара (вплоть до 1%). Также остаётся неясным, каким образом растения интерпретируют полученные звуковые сигналы и какие молекулярные механизмы столь быстро изменяют производство нектара. Специалисты намерены более подробно изучить эти вопросы, а также узнать, какие ещё звуки способны "слышать" растения и как форма их цветков влияет на "слуховые способности". По словам исследователей, эта и будущие работы станут основой для нового научного направления – фитоакустики. Вполне возможно, что со временем применение этой способности найдёт и человек . С препринтом научной статьи по итогам этого исследования можно ознакомиться на сайте bioRxiv. https://www.australiangeographic.com.au/news/2019/01/flowers-can-hear-bees-new-research-suggests/?fbclid=IwAR3N-wM42tJHN1buF8L57Nn9iDvrEzjrgYGoGe2QODlXwNapX9xJSijY1rE https://www.sciencealert.com/flowers-may-not-have-ears-but-they-can-still-technically-hear-say-scientists https://www.nationalgeographic.com/science/2019/01/flowers-can-hear-bees-and-make-their-nectar-sweeter/ https://www.biorxiv.org/content/10.1101/507319v1
  • Vkontakte Social Иконка
  • Одноклассники Social Иконка
  • Wix Facebook page
  • Wix Twitter page
  • Wix Google+ page