Фотосинтез – процесс, при котором в клетках, содержащих хлорофилл, под действием энергии света образуются органические вещества из неорганических. При фотосинтезе растение поглощает углекислый газ и воду, синтезирует органические вещества и выделяет кислород как побочный продукт фотосинтеза. Температурный оптимум этого процесса находится чуть выше отметки в +20°. При нагревании выше +35° растения вынуждены запускать специальные механизмы защиты, а если температура превышает +40°, белки начинают денатурировать, теряя форму и функциональность. Однако амарантовый кустарник Tidestromia oblongifolia, растущий в калифорнийской Долине Смерти – одном из самых жарких мест на Земле, спокойно живет и фотосинтезирует даже при +50°. Как сообщает сетевое издание Naked Science, механизмы его температурной устойчивости исследовали биологи из Мичиганского университета, статья которых представлена в библиотеке препринтов bioRxiv.

Исследователи выращивали кустарник в лаборатории как при умеренной температуре, так и в условиях, имитирующих страшную жару Долины Смерти. Параллельно они растили родственный, но не настолько жароустойчивый мексиканский амарант. Экстремальных условий тот действительно не выдержал и через несколько дней прекратил рост. А вот калифорнийская Tidestromia oblongifolia несмотря на температуры выше +40° за 10 дней увеличила свою массу втрое. Фотосинтез не останавливался и при +50°, выше которых учёные не смогли подняться из-за ограничений экспериментальной установки.

Анализ ДНК растения указал на тысячи генов, активность которых меняется в зависимости от температуры среды. Сравнив их с данными для других растений, авторы определили целый набор генов, способных помогать Tidestromia oblongifolia поддерживать фотосинтез в жару, защищать от теплового стресса и восстанавливать связанные с перегревом повреждения.

Теперь биологи собираются детальнее разобраться в этих генах и выделить самые важные для температурной устойчивости. Они считают, что эта работа крайне важна на фоне продолжающегося глобального потепления. Выяснив механизмы, помогающие Tidestromia oblongifolia выдерживать экстремальные условия, их можно будет использовать для создания генетически модифицированных растений, способных давать урожай при самой серьёзной жаре.