Главная
Наука
Изобретения и идеи
Новости
Архив статей

Биология
Борьба с сорняком
Борьба человека с сорняками длится уже не одну тысячу лет и сводилась к прополке посевов и выдергиванию сорняков с корнем. Лишь относительно недавно человек стал применять химические вещества, убивающие нежелательные растения. Какое то время казалось, что разработанный 15 лет назад глифосат решил проблему с сорняками, но недавно было обнаружено, что сорняки не намерены сдаваться.

Когда Стенли Калпеппер (на фото) был ребенком, он с рассвета до заката полол сорняки на ферме. Это монотонное и тяжелое занятие занимало большую часть всего рабочего времени на ферме. Когда Стенли вырос и стал ученым, он решил найти более простой путь избавления от сорняков. Со времен детства Стенли прошло уже много лет, и человек активно использовал химические вещества при борьбе с сорняками. Наиболее хорошо зарекомендовал себя химикат, называемый глифосат. Он работал настолько хорошо, что многие фермеры считали проблему решенной. Но в последнее время некоторые сорняки приобрели устойчивость к глифосату.

Это действительно большая проблема. Сорняк, как правило, выше культурных растений, и конкурируя с ними выигрывает свое место под солнцем. Поэтому фермерам приходится тратить больше сил на получение урожая, а это, разумеется, ведет к подорожанию сельско-хозяйственной продукции.

В благоприятных условиях сорняки развиваются так хорошо, что полностью закрывают собой культурные растения.

Идеальный убийца сорняков

Химические вещества, называемые гербицидами, уничтожают все растения. Один из самых сильных гербицидов - глифосат. Но его следует применять очень осторожно, чтобы не погубить культурные растения. Как правило, фермеры обрабатывают поля глифосатом непосредственно перед посадкой культур. Если же гербицид наносится уже не засеянное поле, то применяют специальное оборудование. Чаще всего это насос с небольшим распылителем. Человек идет по полю и из распылителя опрыскивает сорняки.

В 1990 г. ученые смогли создать культуры, не восприимчивые к глифосату. После этого появилась возможность обрабатывать все поле с посевом, не боясь гибели культурных растений. Глифосат-устойчивые культуры сразу стали популярны среди фермеров. Еще бы - обработав поле 1-2 раза за сезон можно было полностью избавиться от сорняков, не нанося при этом ущерб сельхоз-культурам.

Лотерея ДНК

Многие ученые и фермеры были уверены, что глифосат - решение от сорняка, которое будет работать вечно. Но сорняки постоянно развиваются, эволюционируют. Это развитие сопровождается изменением ДНК. 

То, что некоторые растения могут получить устойчивость к глифосату, было известно. Правда шансов появления такого вида было не много. Но когда ежегодно обрабатывается несколько миллионов гектар посевов, то вероятность его появления многократно увеличивается. Это похоже на лотерею. Когда один человек покупает билет, то шанс, что он выиграет, очень мал. Но если тираж лотерейных билетов купит несколько миллионов человек, то вероятность срыва джек-пота одним из покупателей, становится вполне реальной. Так же и на грядке - сорняки собираются сорвать куш. 

При сборе урожая можно совместить приятное с полезным. На фото показан прототип устройства, собранного австралийскими учеными, которое размалывает семена сорняков, чтобы предотвратить их появление в будущем сезоне.

Если у конкретного растения есть "иммунитет" против гербицидов, то оно не только выживет после обработки посева, но и благополучно размножится, и на следующий сезон на этом месте будет уже не одно растение, а полмиллиона. В настоящее время известно о 21 виде сорняка, устойчивого к глифосату.

Один из этих сорняков - Палмер Амарант. Это лиственное растение может вырастать до 5-6 см. за день, а общая длина растения достигает 3 м. "Вы можете положить растение на стол и наблюдать, как оно растет у вас на глазах", - говорит Калпеппер.

Эти сорняки приобрели фрагменты ДНК, которые делают их невосприимчивыми к глифосату. Генной информацией растения обмениваются с помощью пыльцы. Если одно растение обнаруживает способ противодействия гербицидам, оно распространяет полученную информацию между всеми своими соседями. 

Умные сорняки

Как сорняки, изменяя свою ДНК, противостоят глифосату? Этим вопром задались ученые из Австралии, во главе с Тодом Гейнсом. Глифосат убивает растения путем присоединения к молекулам ферментов в клетке. Ферменты нужны для производства других молекул - аминокислот, которые нужны растению, чтобы выжить. Когда глифосат соединяется с ферментами, то они перестают работать, и растение гибнет.

Команда Гейнса обнаружила, что у устойчивого Палмера Амаранта имеют дополнительные копии сегментов ДНК, которые отвечают за количество ферментов в клетке. Их там так много, что глифосат просто не может заблокировать их все. Поэтому растение продолжало нормально жить даже после обработки гербицидом. 

Другие сорняки решили проблему с глифосатом иначе. Мелколепестник канадский большую часть глифосата помещает в специальные отделы растительной клетки, которые называются вауколями. В них гербицид оказывается как будто взаперти, и не может нанести вред клетке. Причем эти вакуоли были эффективны только при теплой погоде, но с понижением температуры эти "потайные места" в клетке становились не доступными, и гербицид спокойно выполнял свое дело. Поэтому ученые рекомендуют применять глифостат в холодную погоду, тогда его эффективность будет выше.

Мелколепестник канадский вытесняет посевы, лишая их необходимой воды, питательных веществ и солнечного света. Сорняк может стать устойчивым к гербициду глифосату, сохранив его внутри клетки в специальных отсеках, называемых вакуоли

Фермеры умнее

Человек не собирается отступать и снова возвращаться к ручной прополке грядок. Избавиться от устойчивых сорняков будет не просто, но у фермеров есть несколько козырей.

Для начала можно попробовать использовать смесь гербицидов. Если у сорняка есть устойчивость к глифосату, то вполне может быть, что с ним справится другой химикат. Хотя уже сейчас в США в штате Иллинойс есть сорняк, способный "отразить атаку" сразу 4 гербицидов.

Поэтому этот вариант борьбы должен быть не единственным. Некоторые ученые предлагают высаживать такие культуры, как рожь. Плотные всходы блокируют солнечный свет и семена сорняков просто не смогут прорасти. Те семена сорняков, которые должны находиться неглубоко под землей, чтобы вырасти, можно вспахивать специальным плугом, чтобы закапать их как можно глубже под землю и не дать развиться. 

Ученые из Австралии разработали специальную машину, которая размалывает семена сорняков, делая их непригодными для всхода. 

Ученые понимают, что решение, которое хорошо работает прямо сейчас, не будет работать так же хорошо и в будущем. Более того, одни варианты борьбы подходят только для конкретных видов сорняка, а для других уже нужно искать что-то новое.

Да и не только сорняки могут нанести серьезный вред урожаю. Насекомые, например жуки, могут пожрать больше, чем не взойдет из-за сорняков. Ученые изменили ДНК кукурузы таким образом, что производимые растением токсины убивают этих самих жуков. Но, как и в случае с сорняками, некоторые жуки только приобрели устойчивость к этим токсинам.

comments powered by Disqus

Также читайте:

Настоящие вампиры

Летучие мыши далеко не единственные существа, питающиеся свежей кровью. Существует множество кровососов, и не только комаров. В России, например, встречается ин...

Кордицепс однобокий

В природе встречаются такие грибы, глядя на которые сомневаешься в том, что они не обладают разумом.
В тропических лесах Африки, Бразилии и Таиланда уже по...

Распространение вирусов

Бесчисленное множество болезней атакуют человечество каждый день. От банальной простуды до гепатита С ....

Конец эпохи гигантских насекомых

Около 150 млн. лет назад на нашей планете перестали существовать огромные насекомые, размер которых был настолько внушителен, что сейчас даже не верится в реаль...

Насекомые вредители

Определен разносчик кокосовой чумы....

Коричневая бойга - змея, которая может висеть в воздухе

В тропиках живет змея, которая может перебраться по воздуху с одного дерева на другое, даже если между ними расстояние 2 метра....

Advertisement:
Последнее Самое популярное
Обнаружена область мозга, которая отвечает за «тот свет» Ученый из Бельгии представил необычную цепь доказательств 18 сентября 2016
"Яркость" глаз Как сделать цвет глаз более интенсивным? Могут ли люди иметь глаза, подобные животным. 11 сентября 2016
Правило пяти секунд опровергнуто Оказывается, бактерии могут испортить упавшую еду, а то, насколько быстро вы ее поднимете – абсолютно не важно. 10 сентября 2016
Большие молекулы Ученые создали гигантские молекулы, чьи размеры сопоставимы с бактериями. 09 сентября 2016
Почему жужжат пчелы? Исследователи из университета Аризоны выяснили, что еще одну функцию жужжания пчел. 08 сентября 2016
Двойное затмение и "Кольцо огня" Единственная вещь эффектнее двойной радуги -- двойное затмение 05 сентября 2016
Амадины выжимают воду из собственного жира Хитрые птицы, в сухих условиях, могут полагаться на накопленные белки, чтобы утолить жажду. 04 сентября 2016
Беспилотные wi-fi точки Морально устаревшие БПЛА RQ-7 Shadow будут использовать в качестве ретрансляторов беспроводных сетей. 14 ноября 2014
Дельфины и киты Дельфины и киты могут кричать от удовольствия. 20 августа 2014
Вояджер 1 Вояджер 1 мог не выйти в межзвездное пространство. 23 июля 2014
Четырехкрылый динозавр Ученые обнаружили новый вид динозавра - с четырьмя крыльями и необычно длинными перьями на хвосте. 17 июля 2014
Леонардо да Винчи в опасности Распад рисунка Леонардо да Винчи и безвредный метод отражения света от произведений искусства для выявления химических повреждений, вызывающих пожелтение бумаги. 13 июля 2014
Проблема деменции Кризис в разработке лекарственных средств против болезни Альцгеймера. 05 июля 2014
Помощники голода О влиянии астроцитов на голод и сытость. 04 июля 2014
Квартеты кварков Ученые пролили свет на загадочные частицы. 31 мая 2014
Не все способны наслаждаться музыкой Новое исследование предлагает взглянуть на людей, не испытывающих удовольствие при прослушивании музыки. 10 марта 2014
Шестое вымирание Вышла книга, предупреждающая о грядущем вымирании животных на Земле. 13 февраля 2014
Новые фотографии облаков с Марса. ESA опубликовала новые снимки зонда Mars Express. 22 января 2014
Робот, зависающий в воздухе. Изобретен робот, способный зависать в воздухе подобно медузе, зависающей в толще воде. 15 января 2014
Новая крупная вспышка на Солнце. 9 января 2014 г. на Земле будет сильная магнитная буря. 07 января 2014
Победы Барселоны привели к локальным "бэби-бумам" Хорошее выступление футбольной команды из Барселоны привело к росту рождаемости. 24 декабря 2013
От чего зависит фактура и форма сосульки? Ребристая поверхность обыкновенной сосульки зависит от концентрации соли в воде. 17 декабря 2013
Крокодилы охотятся с помощью палок Ученые заметили, что крокодилы подманивают птиц палками, которые те используются при строительстве своих гнезд. 16 декабря 2013
Сон позволяет мозгу смыть мусор Открытие может привести к улучшению способов лечения болезни Альцгеймера. 06 ноября 2013
Наиболее и наименее реалистичные психопаты в кино Маниакальный смех у психопатов встречается только в кино. Реальный же психопат внешне спокоен и не в... 13 февраля 2014
Человеческое тело в основном состоит из микробов Тысячи видов микробов живут в человеческом теле. Их влияние на нашу жизнь столь велико, что современ... 02 января 2014
Настоящие вампиры Летучие мыши далеко не единственные существа, питающиеся свежей кровью. Существует множество кровосо... 17 декабря 2013
Кордицепс однобокий В природе встречаются такие грибы, глядя на которые сомневаешься в том, что они не обладают разумом.... 18 ноября 2013
Мастерство природной маскировки Некоторые животные способны так искусно маскироваться, что их не может заметить не то что человек, н... 27 августа 2013
Вулкан Олимп на Марсе Гора Олимп на Марсе — самый большой вулкан среди всех известных в Солнечной системе. Его высота от о... 10 января 2013
Почему поют песчаные дюны Почему "поют" песчаные дюны - загадка, которая уже много веков пугает и притягивает человека. Удивит... 05 ноября 2012
Вспышка Каррингтона. Солнечный супершторм 1859 г. Солнечные вспышки происходят регулярно. Частота и мощность зависит от фазы солнечного цикла. Это явл... 19 сентября 2012
Найти кракена: Почему ученые должны искать морских монстров? Рассказы очевидцев, повстречавших странных морских животных, начались с момента освоения человеком м... 07 сентября 2012
5 мифов о Марсе Планета Марс - самая близкая к нам планета. Ее поверхность изучается уже почти десятилетие - с 2004 ... 20 августа 2012
Шаровая молния Помните, как в детстве наши родители и бабушки всегда предупреждали, чтобы мы закрывали окна и форто... 09 июля 2012
Безногие земноводные (червяги) - те еще амфибии Безногие земноводные выглядят как крупные черви или змеи, но являются отдельным отрядом. Они амфибии... 11 июня 2012
Животный мир роботов Когда мы говорим о роботах, то на ум приходят огромные стационарные механизмы, сделанные специально ... 31 мая 2012