Как ученые готовят сельское хозяйство к изменениям климата

Как ученые готовят сельское хозяйство к изменениям климата

Исследование дикой пшеницы, ускорение фотосинтеза и сельскохозяйственные роботы, — израильская наука ищет способы защитить человечество от голода, которым грозит глобальное потепление. С пятью исследователями поговорил «ХаАрец».

В последние недели на планету обрушиваются беспрецедентные волны тепла. И прогноз таков, что ситуация будет ухудшаться. Миллиарды людей и животных страдают от жары. Но, наверное, хуже всего растеним, которые не могут ни спрятаться в тень, ни поменять часы своей активности. Помимо дикой природой, изменение климата грозят и сельскохозяйственным культурам, от которых полностью зависит питание человечества.

В исследовании, опубликованном две недели назад в журнале Nature Communications, описан сценарий, когда несколько регионов, поставляющих основную часть мирового зерна, одновременно пострадают от необычных климатических явлений. Это поставит под угрозу глобальную продовольственную безопасность. Авторы статьи полагают, что вероятность такого развития событий может быть выше, чем предсказывают существующие модели.

«Самый проблемный момент — увеличение частоты экстремальных явлений», — отмечает профессор Цви Пелег с Факультета сельского хозяйства, продовольствия и окружающей среды имени Роберта Х. Смита в Еврейском университете. К таким событиям относятся, например, дни с очень высокой температурой или множественные осадки в течение короткого промежутка времени.

«Конечно, будет голод, — уверен Пелег. — Даже сейчас голодают несколько стран Африки, и ожидается, что климатические условия станут хуже. Западные страны могут не сильно пострадать, они способны выдержать рост цен из-за дефицита зерна. Но даже в Израиле изменение климата прямо влияют как на местное производство продовольствия, так и на импортные продукты. В начале пандемии коронавируса Моссад добыл маски и аппараты искусственной вентиляции легких из неизвестных источников, для этого ему пришлось побороться с другими спецслужбами. Аналогичная борьба может развернуться вокруг мешков с пшеницей. Это не апокалиптический сценарий, это может произойти в любой момент».



Глубокий поиск

Чтобы понять, как разные сельскохозяйственные культуры реагируют на изменения климата, профессор Пелег оборудовал целое опытное поле, где моделируются климатические сценарии.

«Мы создаем условия, которые соответствуют прогнозам ученых-климатологов, чтобы проверить, что произойдет через 40 лет, и разработать решения», — объясняет исследователь.

Уже в своей магистерской диссертации, написанной более 20 лет назад, Пелег изучал устойчивость пшеницы к засухе.

засуха Израиль Depositphotos.com
Засуха на пшеничном поле, Израиль

«В те дни каждый раз, когда я представлял работу, мне приходилось объяснять, почему я этим занимаюсь, — вспоминает он. — Это считалось неважно. Сегодня мы понимаем, что важность таких исследований критическая. Чтобы вывести новый сорт растений на рынок, требуется 10-15 лет. И мы сильно отстаем в плане выявления признаков, которые будут соответствовать меняющемуся климату».

Пелег и его команда исследуют дикие виды, такие как дикая пшеница, которая росла в районе современного Израиля на протяжении сотен тысяч лет и научилась множеством способов адаптироваться к меняющемуся климату. «Процессы одомашнивания и улучшения пшеницы привели к утрате этих адаптивных свойств, — говорит Пелег. — Сегодняшние сорта очень однородны и стабильны, потому что фермеры всегда выбирали растения, которые выглядят одинаково. Это было хорошо для хороших климатических условий, но не годится для сегодняшних. Дикие виды, напротив, развили фенотипическую гибкость, потому что в природе их никто не поливает и не удобряет».

Ученые хотят вернуть  эту гибкость культурным растениям. И поэтому ищут у их диких родственников признаки, которые позволили бы гибче адаптироваться к меняющемуся климату. Одно из таких свойств, которое уже нашли у дикой пшеницы в районе реки Завитан, это способность удлинять корневую систему.

«При недостатке воды растение пускает корни на глубину до двух метров, по сравнению с примерно метром в обычных условиях. Таким образом, оно может достигать грунтовых вод», — объясняет Пелег.

В полевых испытаниях в условиях нехватки воды такой адаптивный механизм повышал урожайность на 30%. После многих лет ученые из команды профессора Пелега нашли отвечающий за него ген. Сегодня его вставляют в геном современных сортов пшеницы, чтобы вывести линии для коммерческого использования.

Профессор Амир Шарон из Школы наук о растениях и продовольственной безопасности Тель-Авивского университета также занимается улучшением сельскохозяйственных культур генетическими методами.  Проблема, с которой он борется, в том, что изменения климата помогают болезням растений. Например, болезнь под названием желтая ржавчина была почти неизвестна в Европе, а сегодня она поражает поля по всему континенту. И это только один пример.

Связано это с тем, что их возбудители, бактерии и грибки, способны очень быстро приспосабливаться к меняющейся окружающей среде. Растения, в свою очередь, гораздо более сложные организмы, поэтому их адаптация происходит медленнее, — объясняет Шарон.

Он работает с университетской коллекцией семян. Там содержатся семена 17 тысяч дикорастущих злаков 20 разных видов, собранные в Израиле за последние 50 лет.

«Растения в природе сильно различаются по своим свойствам. Мы обращаемся к диким разновидностям и ищем среди этого разнообразия особенности, которые подходят нам, — рассказывает Шарон. — Например, если я мне нужно найти свойство устойчивости к грибковому заболеванию, я беру растения, заражаю ее грибком и ищу особи, устойчивые к нему. На следующем этапе мы проводим генетическое секвенирование и выделяем гены, которые позволили этим растениям выжить».

Так удалось выделить несколько разных полезных генов. Сейчас их испытывают, чтобы создать новые сорта для фермеров.

«Аналогичная работа проводится с картофелем, томатами и многими другими культурами», — добавляет Шарон.

Доктор Йотам Зит с сельскохозяйственного факультета Еврейского университета изучает фотосинтез в изменяющемся климате. Как известно, это процесс, в котором растение использует свет и углекислый газ из атмосферы для производства необходимого ему для роста сахара.

Углекислый газ перемещается внутри растения благодаря ферменту, который изменяет форму его молекулы. В лаборатории Зита экспериментируют с этим ферментом, вводя его в разные части растений, чтобы максимально ускорить перемещение углекислого газа

Это очень важно в условиях сухости или высокой температуры. Ведь, чтобы забрать необходимый для фотосинтеза углекислый газ из атмосферы, должны открыться устьица —  крошечные отверстия на поверхности листа. Но через них растение теряет влагу. И если ускорить усвоение газа из воздуха, то потери воды будут меньше.

устьица Depositphotos.com
Так выглядят устьица при сильном увеличении

Зит и его партнеры генетически модифицировали рис и заставили его быстрее поглощать углекислый газ. Некоторые из этих генетических линий сейчас проходят полевые испытания в Международном институте риса на Филиппинах.

Прививка от соли 

Пока Зит концентрируется на фотосинтезе, профессор Шимон Рахмилевич из Института исследования пустынь Яакова Блауштайна при Университете Бен-Гуриона в Негеве решил обратить внимание на корни.

«Иногда источник климатической устойчивости растений — это их корневая часть, — объясняет Рахмилевич. — В таких случаях можно привить верх чувствительного к изменениям климата растения на более устойчивый корень».

В процессе прививки части обоих растений срезают косым надрезом, прикрепляю друг к другу и затем заворачиваются в нечто вроде гипса, пока не срастутся. Для деревьев и виноградных лоз прививка — обычная практика. И Рахмилевич прогнозирует, что в будущем этот метод будет использоваться и для многих других видов.

«Можно, например, привить к корневищу картофеля томат. Это эффективно, потому что картофель более устойчив к условиям засоления», — говорит он.

Такой эксперимент действительно был успешно проведен, результаты опубликованы два года назад.

«Мы пытаемся определить физиологические, биохимические и генетические механизмы, которые позволяют определенному корневищу быть более устойчивым, чем другие. Если, например, это устойчивость к соли, мы ищем, благодаря каким уникальным характеристикам растению удается уменьшить проникновение соли через корень», — рассказывает Рахмилевич. Конкретно это свойство они с коллегами уже нашли и описали.

Наряду с адаптацией растений к суровым климатическим условиям ученые также разрабатывают новые, более совершенные технологии ухода за ними. Центр сельскохозяйственной робототехники Университета Бен-Гурион в Негеве считается одним из мировых лидеров в этой области. Создательница центра и его директрисса профессор Яэль Иден говорит, что они уже разработали роботов для работы в поле. Хотя исследования все еще продолжаются, и, по оценкам ученой, пройдет еще лет десять , прежде чем такие роботы станут коммерческим продуктом.

«Идея в том, что роботы смогут оперативно собирать информацию на уровне каждого конкретного растения, чтобы обрабатывать его оптимальным образом — поливать, удобрять и выявлять болезни», — объясняет Иден.

Исследователи уже продемонстрировали, что точечное распыление, которое робот выполняет в нужное время и в нужном месте, может сэкономить 50% пестицидов. Это  впечатляющий результат и с точки зрения экологии, и для экономии затрат фермеров.

«Роботы используют искусственный интеллект для выявления болезней, стресса и повреждений или количества плодов и их зрелости чтобы принимать решения, — продолжает Иден. — Эксперты прогнозируют огромный дефицит воды, и робототехника может оптимизировать ее расход, как и другие показатели благодаря точечной обработке в самое подходящее время».

Сейчас ее команда проводит совместные исследования с институтом Волкани, в которых дроны учатся искать ошибки в организации опрошения с помощью теплового зрения.

Н.А., Гидеон Лев, «ХаАрец». Фото: Depositphotos.com

Будьте всегда в курсе главных событий:

Подписывайтесь на ТГ-канал "Детали: Новости Израиля"

Новости

Блинкен предупреждает: «Ирану осталось около двух недель до полноценного ядерного потенциала»
WP_Post Object ( [ID] => 694757 [post_author] => 34 [post_date] => 2024-07-11 06:00:57 [post_date_gmt] => 2024-07-11 03:00:57 [post_content] => Сегодня на выставке Galaxy Unpacked в Париже компания Samsung Electronics Co., Ltd. анонсировала совершенно новые Galaxy Z Fold6 и Galaxy Z Flip6, а также Galaxy Buds3 и Galaxy Buds3 Pro. Ранее в этом году Samsung открыла эру мобильного искусственного интеллекта с помощью Galaxy AI. С появлением новой серии Galaxy Z Samsung открывает следующую главу Galaxy AI, используя свой самый универсальный и гибкий формат. Используя большой экран Galaxy Z Fold, FlexWindow Galaxy Z Flip или режим FlexMode, Galaxy Z Fold6 и Flip6 предоставят больше возможностей для максимального использования преимуществ ИИ. Непрерывные инновации Samsung в области складных устройств позволили создать самую тонкую и легкую серию Galaxy Z. Идеально симметричный дизайн с прямыми краями обеспечивает эстетически гладкую отделку, а новое соотношение сторон экрана крышки Galaxy Z Fold6 – более естественный вид экрана. Наряду с усовершенствованием дизайна новая серия Galaxy Z разработана для еще большей прочности. Шарнирная конструкция с двумя направляющими поддерживается усиленной откидной кромкой, которая лучше распределяет ударные нагрузки от внешних воздействий. Кроме того, усиленные слои на главном экране помогают улучшить складки, сохраняя при этом прочность. Новейшая серия Galaxy Z также оснащена улучшенным алюминиевым корпусом Armor Aluminum и стеклом Corning® Gorilla® Glass Victus® 2, что делает ее самой прочной из всех существующих серий Galaxy Z. Каждый элемент серии Galaxy Z не только надежный, но и мощный. Galaxy Z Fold6 и Flip6 оснащены мобильной платформой Snapdragon® 8 Gen 3 для Galaxy, самым передовым мобильным процессором Snapdragon, сочетающим лучшую в своем классе производительность CPU, GPU и NPU. Процессор оптимизирован для обработки искусственного интеллекта и предлагает улучшенную графику наряду с повышенной общей производительностью. Модернизированная система охлаждения обеспечивает максимальную производительность.

Galaxy Z Fold6: производительность на большом экране, улучшенная с помощью искусственного интеллекта

Galaxy Z Fold6 предлагает ряд функций и инструментов на базе искусственного интеллекта, которые максимально используют возможности большого экрана и значительно повышают производительность. Note Assist в Samsung Notes предлагает перевод, резюме и автоматическое форматирование для простых и удобных заметок о встречах. Кроме того, новая встроенная функция транскрипции позволяет расшифровывать, переводить и обобщать голосовые записи прямо в Notes. Тексты в PDF-файлах можно переводить и накладывать друг на друга благодаря функции наложения PDF-файлов в Notes – она поддерживает даже текст на изображениях и графиках. Недавно добавленная функция Composer от Samsung Keyboard генерирует предлагаемый текст на основе простых ключевых слов для электронной почты и поддерживаемых приложений социальных сетей. В частности, для социальных сетей Composer создает текст, отражающий ваш тон, анализируя предыдущие сообщения. Кроме того, возможности S Pen расширяются благодаря Galaxy AI на экране Galaxy Z Fold6. Новая функция Sketch to Image позволяет создавать более сложные рисунки, генерируя варианты изображений, когда вы просто делаете набросок или рисуете на фотографиях в «Галерее» или на экране Note. Новейшее приложение Google Gemini полностью интегрировано в новую серию Galaxy Z, предоставляя вам собственного помощника на основе искусственного интеллекта прямо в вашем телефоне. Просто проведя пальцем по углу экрана или сказав Hey, Google, вы можете вызвать на экран приложение Gemini и получить помощь в написании текста, обучении или планировании. Gemini интегрирован с некоторыми из ваших любимых приложений Google, что позволяет легко организовать идеальный маршрут путешествия, получая информацию о бронировании авиабилетов и отелей в режиме реального времени, а также изучить известные достопримечательности и лучшие маршруты, чтобы добраться до них с помощью Google Maps. Если вам нужна подробная информация о музыкальном клипе K-pop во время просмотра YouTube на большом экране Galaxy Z Fold6, вы можете обратиться к накладке Gemini в многооконном разделенном экране, чтобы задать вопросы. Если вам интересно узнать, кто исполнитель в клипе, просто нажмите кнопку «Домой», обведите, выделите или коснитесь экрана, и функция Circle to Search предложит мгновенные результаты поиска. Galaxy AI также улучшил безбарьерное общение на Galaxy Z Fold6. Используя уникальный двухэкранный форм-фактор, переводчик предлагает новый режим разговора, который позволяет обеим сторонам удобно просматривать переводы на основном экране и экране обложки для более естественного взаимодействия. Он также предлагает односторонний перевод, чтобы вы могли легко понимать содержание, слушая лекции или любые другие виды презентаций. Функция Live Translate, которая переводит телефонные звонки прямо на вашем устройстве в режиме реального времени, также теперь распространяется не только на собственное приложение Samsung для звонков, но и на ряд популярных приложений сторонних разработчиков. Расширенные возможности редактирования с помощью Photo Assist на большом экране помогают без труда создавать контент профессионального уровня. Portrait Studio создает множество различных стилей портретов, таких как 3D-мультфильм или акварель, что расширяет творческие возможности. Функция Instant Slow-mo позволяет мгновенно замедлить видео, создавая дополнительные кадры, сохраняя при этом плавность просмотра. Galaxy Z Fold6 предлагает обновленные игровые возможности благодаря мощному чипсету и увеличенной в 1,6 раза охладительной камере, что позволяет играть дольше, сохраняя при этом производительность. Яркая, реалистичная графика поддерживается технологией Ray Tracing и оживает на 7,6-дюймовом экране с яркостью до 2 600 нит, обеспечивая более захватывающий игровой процесс. 3,4-дюймовое Super AMOLED-окно FlexWindow было усовершенствовано и позволяет использовать функции искусственного интеллекта, даже не открывая устройство. А для общения на ходу вы можете отвечать на сообщения с помощью функции Suggested Replies, которая анализирует ваши последние сообщения и предлагает индивидуальный ответ. Новые матрицы 50MP Wide и 12MP Ultra-wide обеспечивают улучшенную работу камеры с четкими и ясными деталями на снимках. Новый 50-мегапиксельный сенсор поддерживает 2-кратный оптический зум для фотографий без шумов, а также предлагает зум AI для расширенных возможностей съемки с 10-кратным увеличением. Функция ночной съемки, дополненная функцией HDR, позволяет снимать более яркие видеоролики даже при тусклом освещении и расширяет возможности популярных социальных приложений. Функция ночной съемки теперь доступна в приложении Instagram, так что вы можете делать потрясающие фотографии ночью и отправлять или делиться ими прямо из приложения. Вы можете продолжать пользоваться всеми творческими и настраиваемыми функциями Galaxy Z Flip6, не беспокоясь о времени работы от аккумулятора, – это стало возможным благодаря оптимизации аппаратного и программного обеспечения.

Безопасность, которой можно доверять, под вашим контролем

Galaxy Z Fold6 и Flip6 защищены Samsung Knox, многоуровневой платформой безопасности Samsung Galaxy, созданной для защиты важной информации и уязвимостей с помощью сквозного аппаратного обеспечения, обнаружения угроз в реальном времени и совместной защиты. В качестве дополнительного уровня защиты Enhanced Data Protection обеспечивает сквозное шифрование при резервном копировании, синхронизации и восстановлении данных с помощью Samsung Cloud. Новая серия Galaxy Z также поддерживается расширенным списком функций безопасности и конфиденциальности Samsung, включая Knox Vault, Security & Privacy Dashboard, Auto Blocker, passskeys, Secure Wi-Fi и Private sharing в Quick Share.

Цены на модели


*Публикуется на правах рекламы. Текст и фото предоставлены заказчиком. 

Напоминаем: Публикации не являются рекомендацией к действию. Все опубликованные на сайте «Детали» тексты, информационные и/или консультационные, а также фотографии, видеоматериалы и графические элементы не являются рекомендацией по совершению финансовых сделок, медицинских процедур или совершению пользователем любых иных действий. Сайт «Детали» не несет ответственности за действия пользователя вне зависимости от их мотивов. [post_title] => Samsung Galaxy Z Fold 6 и Z Flip 6 поднимают Galaxy AI на новую высоту [post_excerpt] => [post_status] => publish [comment_status] => closed [ping_status] => closed [post_password] => [post_name] => samsung-galaxy-z-fold-6-i-z-flip-6-podnimayut-galaxy-ai-na-novuyu-vysotu [to_ping] => [pinged] => [post_modified] => 2024-07-13 11:47:51 [post_modified_gmt] => 2024-07-13 08:47:51 [post_content_filtered] => [post_parent] => 0 [guid] => https://detaly.co.il/?p=694757 [menu_order] => 0 [post_type] => post [post_mime_type] => [comment_count] => 0 [filter] => raw )
Samsung Galaxy Z Fold 6 и Z Flip 6 поднимают Galaxy AI на новую высоту
"Мюнхен-72? Можем повторить". Члены израильской олимпийской сборной получают письма с угрозами

Популярное

Не обманывайтесь, Израиль не будет восстановлен

В этот раз я начну с обычной личной истории. Около месяца назад моя старая, но любимая машина скончалась. А...

Сценарий скорого сокращения пособий и роста выплат в «Битуах леуми» становится все более реальным

Как выяснилось, прогнозы относительно темпов сползания Службы национального страхования («Битуах леуми») в...

МНЕНИЯ