ABOUT THE SPEAKER
Jill Farrant - Professor of molecular and cell biology
Jill Farrant is leading the development of drought-tolerant crops to nourish populations in arid climates.

Why you should listen

A professor of molecular and cell biology at the University of Cape Town (UCT) in South Africa, Jill Farrant researches the remarkable (and little known) world of resurrection plants. These are plants that can survive extreme drought, “resurrecting” when moistened or irrigated. If we can better understand their natural preservation mechanisms and their key protectants, she suggests, it could help us develop more drought-tolerant crops to feed populations in increasingly dry and arid climates around the world. Her research may also have medical applications.

Farrant was the African/Arab States recipient of the 2012 L'Oreal-UNESCO Award for Women in Science, one of only five scientists worldwide who were selected by an international jury as "researchers who will have a major impact on society and help light the way to the future." In 2009, she was awarded an A-rating by the National Research Foundation (the first female researcher at UCT ever to receive such a rating) as well as being made a member of the UCT College of Fellows.

More profile about the speaker
Jill Farrant | Speaker | TED.com
TEDGlobal>Geneva

Jill Farrant: How we can make crops survive without water

Džil Farant (Jill Farrant): Kako možemo učiniti da usevi prežive bez vode?

Filmed:
1,562,697 views

Kako svetsko stanovništvo raste i posledice klimatske promene dolaze u oštre promene, moraćemo da hranimo više ljudi koristeći manje obradivu zemlju. Molekularni biolog Džil Farant istražuje retki slučaj koji može biti od pomoći: "oživljene biljke" - super otporne biljke koji se vraćaju iz smrti. Da li one mogu održati obećanje za više hrane u dolazećem toplijem, suvom svetu?
- Professor of molecular and cell biology
Jill Farrant is leading the development of drought-tolerant crops to nourish populations in arid climates. Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:12
I believe that the secretтајна to producingпроизводњу
extremelyизузетно drought-tolerantsuša-tolerantni cropsусева,
0
840
4216
Verujem da je tajna stvaranja useva
ekstremno otpornih na sušu,
00:17
whichкоја should go some way
to providingобезбеђујући foodхрана securityсигурност in the worldсвет,
1
5080
3216
koji bi na neki način
obezbedili hranu u svetu,
00:20
liesлажи in resurrectionuskrsnuće plantsбиљке,
2
8320
2696
u oživljavanju biljaka,
00:23
picturedoslikan here, in an extremelyизузетно
droughteddroughted stateдржава.
3
11040
3136
ovde na slici, u ekstremnom stanju suše.
00:26
You mightМожда think
that these plantsбиљке look deadмртав,
4
14200
2856
Možda mislite da ove biljke
izgledaju mrtve,
00:29
but they're not.
5
17080
1296
ali nisu.
00:30
Give them waterвода,
6
18400
1456
Dajte im vodu,
00:31
and they will resurrectускоро, greenзелен up,
startпочетак growingрастуће, in 12 to 48 hoursсати.
7
19880
5440
i one će oživeti, pozeleneti,
počeće da rastu za 12 do 48 sati.
00:38
Now, why would I suggestпредлажем
8
26320
1296
Zašto bih ja sad predložila
00:39
that producingпроизводњу drought-tolerantsuša-tolerantni cropsусева
will go towardsка providingобезбеђујући foodхрана securityсигурност?
9
27640
4440
da proizvodnjom useva otpornih na sušu
možemo napredovati u sigurnosti hrane?
00:45
Well, the currentТренутни worldсвет populationпопулација
is around 7 billionмилијарде.
10
33040
3896
Pa, trenutni broj ljudi na svetu je
oko 7 milijardi.
00:48
And it's estimatedпроцењено that by 2050,
11
36960
2496
I procenjuje se da će do 2050.
00:51
we'llдобро be betweenизмеђу 9 and 10 billionмилијарде people,
12
39480
2696
biti između 9 i 10 milijardi ljudi,
00:54
with the bulkтовар of this growthраст
happeningдогађај in AfricaAfrika.
13
42200
2880
i većina rasta će se dogoditi u Africi.
00:57
The foodхрана and agriculturalпољопривредни
organizationsорганизације of the worldсвет
14
45880
2456
Poljoprivredne i prehrambene
organizacije sveta
01:00
have suggestedпредложио that we need
a 70 percentпроценат increaseповећати
15
48360
3136
navode da nam je
potrebno povećanje za 70%
01:03
in currentТренутни agriculturalпољопривредни practiceпракса
16
51520
2176
u trenutnoj praksi poljoprivrede
01:05
to meetсусрет that demandпотражња.
17
53720
1240
kako bi se ispunila ta potražnja.
01:07
GivenS obzirom na that plantsбиљке
are at the baseбазу of the foodхрана chainланац,
18
55720
2696
Gledajući na to da su biljke
osnova lanca ishrane,
01:10
mostнајвише of that's going
to have to come from plantsбиљке.
19
58440
2320
većina toga moraće da dođe od biljaka.
01:13
That percentageпроценат of 70 percentпроценат
20
61360
2696
Tih 70%
01:16
does not take into considerationразматрање
the potentialпотенцијал effectsефекте of climateклима changeпромена.
21
64080
4216
ne uzima u razmatranje
potencijalne efekte klimatskih promena.
01:20
This is takenузети from a studyстудија by DaiDai
publishedобјављен in 2011,
22
68320
4240
Ovo je preuzeto iz Dajevog istraživanja,
objavljenog 2011,
01:25
where he tookузела into considerationразматрање
23
73240
1936
gde je uzeo u razmatranje
01:27
all the potentialпотенцијал effectsефекте
of climateклима changeпромена
24
75200
2376
sve potencijalne efekte klimatskih promena
01:29
and expressedизражена them --
amongstмеђу other things --
25
77600
2136
i između ostalog istakao je
01:31
increasedповећан aridityдосаде dueдуе to lackнедостатак of rainкиша
or infrequentsporadični rainкиша.
26
79760
4616
povećanu sušu
zbog slabe kiše i retke kiše.
01:36
The areasобласти in redцрвена shownпоказано here,
27
84400
1776
Delovi označeni crvenom bojom
01:38
are areasобласти that untilсве док recentlyнедавно
28
86200
2056
delovi su koji do nedavno
01:40
have been very successfullyуспешно
used for agricultureпољопривреде,
29
88280
3176
bili uspešno korišćeni za poljoprivredu,
01:43
but cannotне може anymoreвише
because of lackнедостатак of rainfallпадавине.
30
91480
2400
ali ne mogu više da se koriste
zbog slabe kiše.
01:46
This is the situationситуација
that's predictedпредвидјено to happenдесити се in 2050.
31
94640
2920
Ovo je situacija koja je
predviđena u 2050.
01:50
Much of AfricaAfrika,
in factчињеница, much of the worldсвет,
32
98840
2176
Većina Afirike će biti, kao i većina sveta
01:53
is going to be in troubleневоље.
33
101040
1896
u velikoj nevolji.
01:54
We're going to have to think of some
very smartпаметан waysначини of producingпроизводњу foodхрана.
34
102960
3656
Moraćemo da smislimo pametne načine
za proizvodnju hrane.
01:58
And preferablyпожељно amongмеђу them,
some drought-tolerantsuša-tolerantni cropsусева.
35
106640
3296
A među njima bi bilo dobro da imamo
i neke useve otporne na sušu.
02:01
The other thing
to rememberзапамтити about AfricaAfrika is
36
109960
2056
Druga stvar
koju moramo zapamtiti za Afriku
02:04
that mostнајвише of theirњихова agricultureпољопривреде is rainfedrainfed.
37
112040
2800
je da se većina njihove poljoprivrede
snabdeva kišom.
02:08
Now, makingстварање drought-tolerantsuša-tolerantni cropsусева
is not the easiestнајлакше thing in the worldсвет.
38
116080
3456
Stvaranje useva otpornih na sušu
nije najlakša stvar na svetu.
02:11
And the reasonразлог for this is waterвода.
39
119560
2416
Razlog je voda.
02:14
WaterVoda is essentialесенцијално to life on this planetПланета.
40
122000
3136
Voda je glavna stvar
za život na ovoj planeti.
02:17
All livingживи, activelyактивно
metabolizingметаболизацију organismsорганизми,
41
125160
4135
Svi živi organizmi
sa aktivnim metabolizmom
02:21
from microbesмикроби to you and I,
42
129320
2056
od mikroba do mene i vas,
02:23
are comprisedsastoji se predominatelyvećinskom of waterвода.
43
131400
2336
sastoje se najviše od vode.
02:25
All life reactionsреакције happenдесити се in waterвода.
44
133760
2536
Sve životne reakcije se događaju u vodi.
02:28
And lossгубитак of a smallмали amountизнос
of waterвода resultsрезултате in deathсмрт.
45
136320
3016
gubitkom male količine vode,
rezultiraju smrću.
02:31
You and I are 65 percentпроценат waterвода --
46
139360
2056
Ja i vi smo 65% sačinjeni od vode,
02:33
we loseизгубити one percentпроценат of that, we dieумрети.
47
141440
1720
ukoliko izgubimo 1% toga, umiremo.
02:35
But we can make behavioralBihejvioralni
changesПромене to avoidизбегавајте that.
48
143840
2720
Ali možemo učiniti promene
ponašanja kako bi izbegli to.
02:39
PlantsBiljke can't.
49
147920
1576
To biljke ne mogu.
02:41
They're stuckзаглавити in the groundземља.
50
149520
1616
One ostaju u zemlji.
02:43
And so in the first instanceпример they have
a little bitмало more waterвода than us,
51
151160
3376
Kao prvi primer,
oni imaju više vode od nas,
02:46
about 95 percentпроценат waterвода,
52
154560
1256
oko 95% vode,
02:47
and they can loseизгубити
a little bitмало more than us,
53
155840
2096
i mogu da izgube malo više od nas,
02:49
like 10 to about 70 percentпроценат,
dependingзависно on the speciesврсте,
54
157960
2960
od 10 do 70 procenata,
u zavisnosti od vrsta,
ali samo u kratkim vremenskim periodima.
02:54
but for shortкратак periodsпериода only.
55
162000
1360
02:56
MostVećina of them will eitherили try
to resistодолети or avoidизбегавајте waterвода lossгубитак.
56
164680
4176
Večina njih će probati da pruža otpor
ili da izbegava gubitak vode.
03:00
So extremeекстремно examplesпримери of resistorsotpornici
can be foundнашао in succulentssoиne.
57
168880
3936
Ekstremni primeri onih koji pružaju otpor
mogu se naći u sukulentima.
03:04
They tendтенденција to be smallмали, very attractiveатрактивно,
58
172840
2816
Inače su male, veoma atraktivne,
03:07
but they holdдржати ontoна theirњихова waterвода
at suchтаква great costтрошак
59
175680
2736
ali se drže njihove vode po svaku cenu,
03:10
that they growрасту extremelyизузетно slowlyполако.
60
178440
2000
da rastu jako sporo.
03:13
ExamplesPrimeri of avoidanceizbegavanje of waterвода lossгубитак
are foundнашао in treesдрвеће and shrubsgrmlje.
61
181440
4576
Primeri onih koji izbegavaju gubitak vode
mogu se pronaći u drveću i žbunju.
03:18
They sendпошаљи down very deepдубоко rootsкорени,
62
186040
1576
Oni šire veoma duboke korene,
03:19
mineмој subterraneanподземни waterвода suppliesзалихе
63
187640
1696
prave podzemne zalihe vode
03:21
and just keep flushingknjiženje utroška
it throughкроз them at all timesпута,
64
189360
2456
koja se rasipa po njima stalno,
03:23
keepingчување themselvesсами hydratedhidrataciju.
65
191840
1856
i tako ostaju hidrirani.
03:25
The one on the right is calledпозвани a baobabbaobab.
66
193720
1976
Na desnoj strani je
drvo koje se naziva baobab,
03:27
It's alsoтакође calledпозвани the upside-downnaopako treeдрво,
67
195720
2056
takođe se naziva i naopako drvo,
03:29
simplyједноставно because the proportionпропорције
of rootsкорени to shootsпуца is so great
68
197800
3776
zato što je deo od korenja do
izdanaka toliko veliki
03:33
that it looksизглед like the treeдрво
has been plantedзасадјен upsideгоре down.
69
201600
2696
da daje izlged kao da je drvo
naopako posađeno.
03:36
And of courseкурс the rootsкорени are requiredпотребан
for hydrationHidratacija of that plantбиљка.
70
204320
3240
Naravno, koreni su potrebni za
hidrataciju te biljke.
03:40
And probablyвероватно the mostнајвише commonзаједнички strategyстратегија
of avoidanceizbegavanje is foundнашао in annualslukovice.
71
208760
4520
I verovatno najčešća
strategija izbegavanja
je kod jednogodišnjih biljki.
03:45
AnnualsLukovice make up the bulkтовар
of our plantбиљка foodхрана suppliesзалихе.
72
213840
3176
Jednogodišnje biljke čine većinu
naših zaliha biljaka.
03:49
Up the westзапад coastобала of my countryземљу,
73
217040
1696
Na zapadnoj strani moje zemlje,
03:50
for much of the yearгодине
you don't see much vegetationвегетација growthраст.
74
218760
3536
većinom godine ne možete videti mnogo
rasta vegetacije.
03:54
But come the springпролеће rainsкиша, you get this:
75
222320
2656
Ukoliko dođete za vreme prolećnih kiša,
dobićete ovo-
03:57
floweringцветање of the desertпустиња.
76
225000
1240
cvetanje pustinje.
03:59
The strategyстратегија in annualslukovice,
77
227000
1856
Strategija kod jednogodišnjih biljki,
04:00
is to growрасту only in the rainykišna seasonгодишње доба.
78
228880
2360
je da rastu samo kada je sezona kiše.
04:03
At the endкрај of that seasonгодишње доба
they produceпроизвести a seedсеме,
79
231960
2296
Na kraju te sezone,
one naprave seme,
04:06
whichкоја is dryСУВ, eightосам to 10 percentпроценат waterвода,
80
234280
2816
koje je suvo, 8 do 10 procenata voda,
04:09
but very much aliveжив.
81
237120
1656
ali veoma živo.
04:10
And anything that is
that dryСУВ and still aliveжив,
82
238800
2896
I sve što je toliko suvo a i dalje živo,
04:13
we call desiccation-tolerantsuљenje-tolerantni.
83
241720
1480
nazivamo otpornim na isušivanje.
04:15
In the desiccatedna prljave stateдржава,
84
243840
1416
U isušenom stanju,
04:17
what seedsсемена can do
is lieлажи in extremesкрајности of environmentЖивотна средина
85
245280
2656
seme može da leži
u ekstremnim okruženjima
04:19
for prolongedproduži periodsпериода of time.
86
247960
1656
u produženom vremenskim periodima.
04:21
The nextследећи time the rainykišna seasonгодишње доба comesдолази,
87
249640
2216
Sledeći put kada dođe sezona kiše,
04:23
they germinateda rastu and growрасту,
88
251880
1496
one klijaju i rastu,
04:25
and the wholeцела cycleциклус just startsпочиње again.
89
253400
1880
i čitav ciklus krene ispočetka.
04:28
It's widelyшироко believedверовали that the evolutionеволуција
of desiccation-tolerantsuљenje-tolerantni seedsсемена
90
256120
4056
Rašireno je verovanje da je evolucija
semenja otpornih na isušivanje
04:32
allowedдозвољен the colonizationколонизација and the radiationзрачење
91
260200
2176
omogućila kolonizaciju i širenje
04:34
of floweringцветање plantsбиљке,
or angiospermsangiosperms, ontoна landземљиште.
92
262400
3520
cvetajućih biljki ili angiosperma,
na zemlju.
Da se vratimo na jednogodišnje biljke,
koje su naše najveći zalihe hrane.
04:38
But back to annualslukovice
as our majorглавни formобразац of foodхрана suppliesзалихе.
93
266960
3160
04:42
WheatPšenice, riceпиринач and maizekukuruz formобразац 95 percentпроценат
of our plantбиљка foodхрана suppliesзалихе.
94
270800
4720
Pšenica, pirinač i kukuruz čine 95%
naših biljnih zaliha hrane.
04:48
And it's been a great strategyстратегија
95
276480
1536
I to je bila odlična strategija
04:50
because in a shortкратак spaceпростор of time
you can produceпроизвести a lot of seedсеме.
96
278040
3176
zato što u kratkom vremenskom roku
možete proizvesti mnogo semenja.
04:53
SeedsSeme are energy-richbogate energijom
so there's a lot of foodхрана calorieskalorija,
97
281240
2620
Seme je puno energije,
zato tu ima mnogo kalorija,
04:55
you can storeпродавница it in timesпута of plentyдоста
for timesпута of famineглад,
98
283884
3920
možete je čuvati kad ste siti
i kad ste gladni,
ali ima i loša strana tome.
05:00
but there's a downsideнедостатак.
99
288480
1240
Biljna tkiva,
05:02
The vegetativeвегетативно tissuesткива,
100
290560
1376
05:03
the rootsкорени and leavesоставља of annualslukovice,
101
291960
2176
korenje i lišče jednogodišnjih biljki,
05:06
do not have much
102
294160
1256
nemaju dobre
05:07
by way of inherentинхерентан resistanceотпорност,
avoidanceizbegavanje or toleranceтолеранција characteristicsкарактеристике.
103
295440
4096
urođene karakteristike otpornosti,
izbegavanja ili tolerancije.
Jednostavno im nisu potrebne.
05:11
They just don't need them.
104
299560
1296
05:12
They growрасту in the rainykišna seasonгодишње доба
105
300880
1416
Rastu u sezoni kiše
05:14
and they'veони су got a seedсеме
to help them surviveпреживети the restодмор of the yearгодине.
106
302320
3376
i imaju seme koje im pomaže da prežive
kroz ostatak godine.
05:17
And so despiteупркос concertedzabrinut
effortsНапори in agricultureпољопривреде
107
305720
2696
I uprkos mnogim pokušajima
u poljoprivredi
05:20
to make cropsусева with improvedпобољшано propertiesсвојства
108
308440
2536
da se naprave usevi
sa poboljšanim svojstvima
05:23
of resistanceотпорност, avoidanceizbegavanje and toleranceтолеранција --
109
311000
2176
otpornosti, izbegavanja i tolerancije,
05:25
particularlyпосебно resistanceотпорност and avoidanceizbegavanje
110
313200
1896
posebno otpornosti i izbegavanja,
jer smo imali dobre modele
kako bi razumeli kako oni funkcionišu -
05:27
because we'veми смо had good modelsмодели
to understandРазумем how those work --
111
315120
2896
05:30
we still get imagesслике like this.
112
318040
2336
i dalje dobijamo slike poput ove.
05:32
MaizeKukuruz cropусев in AfricaAfrika,
113
320400
1456
Usevi kukuruza u Africi,
05:33
two weeksнедељама withoutбез rainкиша
114
321880
1416
dve nedelje bez kiše
05:35
and it's deadмртав.
115
323320
1200
i nisu preživeli.
05:37
There is a solutionрешење:
116
325560
1240
Postoji rešenje -
05:39
resurrectionuskrsnuće plantsбиљке.
117
327520
1240
oživljene biljke.
05:41
These plantsбиљке can loseизгубити 95 percentпроценат
of theirњихова cellularцелуларни waterвода,
118
329320
3776
Ove biljke mogu izgubiti
95% svoje ćelijske vode,
05:45
remainостају in a dryСУВ, dead-likemrtav kao stateдржава
for monthsмесеци to yearsгодине,
119
333120
3856
ostati u suvom, mrtvolikom stanju,
mesecima i godinama,
05:49
and give them waterвода,
120
337000
1736
i dajte im vode,
05:50
they greenзелен up and startпочетак growingрастуће again.
121
338760
1880
one pozelene i počnu opet da rastu.
05:53
Like seedsсемена, these are
desiccation-tolerantsuљenje-tolerantni.
122
341560
3296
Kao i seme, one su otporne na isušivanje.
05:56
Like seedsсемена, these can withstandиздржи extremesкрајности
of environmentalеколошки conditionsуслови.
123
344880
4120
Kao seme, mogu izdržati
ekstremne vremenske uslove.
06:01
And this is a really rareретко phenomenonфеномен.
124
349760
2016
Ovo je zaista retka pojava.
06:03
There are only 135 floweringцветање
plantбиљка speciesврсте that can do this.
125
351800
4376
Postoji samo 135 vrsta cvetajućih biljaka
koje ovo mogu da urade.
06:08
I'm going to showсхов you a videoвидео
126
356200
1416
Pokazaću vam video
06:09
of the resurrectionuskrsnuće processпроцес
of these threeтри speciesврсте
127
357640
2616
procesa oživljavanja ove tri vrste
06:12
in that orderнаручи.
128
360280
1216
u tom redu.
06:13
And at the bottomдно,
129
361520
1256
Na dnu,
06:14
there's a time axisоса
so you can see how quicklyбрзо it happensсе дешава.
130
362800
2736
stoji vremenska osa gde možete
videti koliko brzo se odvija.
06:56
(ApplauseAplauz)
131
404160
2040
(Aplauz)
07:02
Prettylep amazingНевероватно, huh?
132
410240
1536
Prilično neverovatno, zar ne?
07:03
So I've spentпотрошено the last 21 yearsгодине
tryingпокушавајући to understandРазумем how they do this.
133
411800
4216
Provela sam prethodnu 21 godinu
pokušavajući da shvatim kako ovo rade.
07:08
How do these plantsбиљке dryСУВ withoutбез dyingумирање?
134
416040
2400
Kako se ove biljke isuše a da ne umru?
Ja radim na raznovrsnim
biljkama koje oživljavaju.
07:11
And I work on a varietyсорта
of differentразличит resurrectionuskrsnuće plantsбиљке,
135
419080
2776
07:13
shownпоказано here in the hydratedhidrataciju and dryСУВ statesдржаве,
136
421880
2416
Ovde su pokazane u hidriranim
i sušenim stanjima,
07:16
for a numberброј of reasonsразлоге.
137
424320
1456
iz različitih razloga.
07:17
One of them is that eachсваки
of these plantsбиљке servesслужи as a modelмодел
138
425800
2856
Jedan je da svaka od ovih
biljaka služi kao model,
07:20
for a cropусев that I'd like
to make drought-tolerantsuša-tolerantni.
139
428680
2376
za usev koji bih volela da postane
otporan na sušu.
07:23
So on the extremeекстремно topврх left,
for exampleпример, is a grassтрава,
140
431080
2936
Skroz na levo, na primer,
je trava
07:26
it's calledпозвани EragrostisEragrostis nindensisnindensis,
141
434040
2256
naziva se Eragrostis nindensis,
07:28
it's got a closeБлизу relativeу односу
calledпозвани EragrostisEragrostis tefTef --
142
436320
2376
ima bliskog rođaka zvanog Eragrostis tef
07:30
a lot of you mightМожда know it as "teffperaca" --
143
438720
2016
mnogi od vas možda je znaju kao "tef",
07:32
it's a stapleспајати foodхрана in EthiopiaEtiopija,
144
440760
1736
to je osnovna hrana u Etiopiji,
07:34
it's gluten-freebez glutena,
145
442520
1256
bez glutena,
07:35
and it's something we would like
to make drought-tolerantsuša-tolerantni.
146
443800
3016
i to je nešto što bi voleli na napravimo
tolerantnim na sušu.
07:38
The other reasonразлог for looking
at a numberброј of plantsбиљке,
147
446840
2416
Drugi razlog zašto gledamo brojne biljke
07:41
is that, at leastнајмање initiallyна почетку,
148
449280
1376
jeste da, barem u početku,
07:42
I wanted to find out:
do they do the sameисти thing?
149
450680
2256
želela sam da saznam
da li rade istu stvar.
07:44
Do they all use the sameисти mechanismsмеханизми
150
452960
1696
Da li sve koriste iste mehanizme
07:46
to be ableу могуцности to loseизгубити
all that waterвода and not dieумрети?
151
454680
2576
da bi mogli da izgube svu tu vodu
i da ne umru?
Zato sam izvršila kako mi nazivamo,
pristup sistemske biologije
07:49
So I undertookпреузео је what we call
a systemsсистема biologyбиологија approachприступ
152
457280
2696
07:52
in orderнаручи to get
a comprehensiveобиман understandingразумевање
153
460000
2176
kako bi dobila obimno shvatanje
07:54
of desiccationsuљenje toleranceтолеранција,
154
462200
2016
otpornosti na sušu,
07:56
in whichкоја we look at everything
155
464240
1456
u kome bi gledali sve
07:57
from the molecularмолекуларно to the wholeцела plantбиљка,
ecophysiologicalecophysiological levelниво.
156
465720
2912
od molekula do čitave biljke
na ekofiziološkom nivou.
Mi na primer gledamo stvari
kao što su
08:00
For exampleпример we look at things like
157
468657
1634
08:02
changesПромене in the plantбиљка anatomyанатомија
as they driedсушено out
158
470316
2197
promene u anatomiji biljke kada umiru
08:04
and theirњихова ultrastructureultrastructure.
159
472537
1239
i njihovu ultrastrukturu.
08:05
We look at the transcriptometranscriptome,
whichкоја is just a termтермина for a technologyтехнологија
160
473800
3176
Gledamo na transkriptome,
što je samo izraz za tehnologiju
08:09
in whichкоја we look at the genesгена
161
477000
1416
u kojoj gledamo gene
koji su uključeni ili ugašeni
kao reakcija na sušenje.
08:10
that are switchedсвитцхед on or off,
in responseодговор to dryingsušenja.
162
478440
2416
08:12
MostVećina genesгена will codeкод for proteinsпротеини,
so we look at the proteomeproteome.
163
480880
3216
Mnogi geni će se promeniti zbog proteina,
zato gledamo na proteome.
08:16
What are the proteinsпротеини madeмаде
in responseодговор to dryingsušenja?
164
484120
2400
U šta su se pretvorili proteini
pri reakciji umiranja?
08:19
Some proteinsпротеини would codeкод for enzymesензими
whichкоја make metabolitesmetabolite,
165
487480
3896
Neki proteini se menjaju zbog enzima
koji stvaraju metabolite,
08:23
so we look at the metabolomemetabolome.
166
491400
1576
zato gledamo na metabolone.
08:25
Now, this is importantважно
because plantsбиљке are stuckзаглавити in the groundземља.
167
493000
3296
Ovo je važno,
jer biljke ostaju u zemlji.
08:28
They use what I call
a highlyвисоко tunedподешен chemicalхемијски arsenalArsenal
168
496320
4096
Oni koriste, kako ja nazivam
visoko podešen hemijski arsenal
08:32
to protectзаштитити themselvesсами from all
the stressesnaglašava of theirњихова environmentЖивотна средина.
169
500440
3416
kako bi se zaštitili
od svih uticaja okruženja.
08:35
So it's importantважно that we look
170
503880
1496
Važno je da gledamo na
08:37
at the chemicalхемијски changesПромене
involvedукључени in dryingsušenja.
171
505400
2440
na hemijske reakcije pri sušenju.
08:40
And at the last studyстудија
that we do at the molecularмолекуларно levelниво,
172
508520
2656
kod poslednjeg istraživanja
na molekularnom nivou,
08:43
we look at the lipidomelipidome --
173
511200
1256
gledamo na lipidome,
08:44
the lipidLipidnih changesПромене in responseодговор to dryingsušenja.
174
512480
2055
lipidne promene u reakciji sa umiranjem.
08:46
And that's alsoтакође importantважно
175
514559
1257
I to je takođe važno
08:47
because all biologicalбиолошки membranesмембране
are madeмаде of lipidsmasti.
176
515840
2815
jer sve biološke membrane
su sačinjene od lipida.
08:50
They're heldОдржан as membranesмембране
because they're in waterвода.
177
518679
2577
One se drže kao membrane
zato što su u vodi.
08:53
Take away the waterвода,
those membranesмембране fallпасти apartодвојено.
178
521280
2240
Uzmite vodu i te membrane se raspadnu.
08:56
LipidsMasti alsoтакође actчинити as signalsсигналима
to turnред on genesгена.
179
524240
3040
Lipidi se ponašaju kao signali
kako bi uključili gene.
09:00
Then we use physiologicalfiziološke
and biochemicalбиохемијски studiesстудије
180
528200
2696
Zatim koristimo fiziološka
i biohemijska istraživanja
09:02
to try and understandРазумем
the functionфункција of the putativeputative protectantsprotectants
181
530920
3216
da pokušamo da razumemo funkciju
pretpostavljene zaštite
09:06
that we'veми смо actuallyзаправо discoveredоткривени
in our other studiesстудије.
182
534160
2936
koju smo zapravo otkrili
u drugim studijama.
09:09
And then use all of that
to try and understandРазумем
183
537120
2176
I sve to da iskoristimo
kako bi pokušali da razumemo
09:11
how the plantбиљка copesnosi sa tim
with its naturalприродно environmentЖивотна средина.
184
539320
2320
kako biljka savladava
svoje prirodno okruženje.
09:15
I've always had the philosophyфилозофија that
I neededпотребно a comprehensiveобиман understandingразумевање
185
543480
4336
Oduvek sam mislila da mi je trebalo
sveobuhvatno shvatanje
09:19
of the mechanismsмеханизми of desiccationsuљenje toleranceтолеранција
186
547840
2256
mehanizma otpornosti na sušu
09:22
in orderнаручи to make a meaningfulсмислено suggestionpredlog
for a bioticbiotičkih applicationапликација.
187
550120
3840
kako bi imala značajan predlog
za biotičku primenu.
09:27
I'm sure some of you are thinkingразмишљање,
188
555000
1656
Sigurna sam da neki od vas misle:
09:28
"By bioticbiotičkih applicationапликација,
189
556680
1256
"Pod biotičkom primenom,
09:29
does she mean she's going to make
geneticallyгенетски modifiedizmenio cropsусева?"
190
557960
2920
da li ona misli
na genetski modifikovane useve?"
09:34
And the answerодговор to that questionпитање is:
191
562240
1696
I odgovor na to je -
09:35
dependsзависи on your definitionдефиниција
of geneticгенетски modificationмодификација.
192
563960
2381
zavisi od vaše definicije
genetske modifikacije.
09:39
All of the cropsусева that we eatјести todayданас,
wheatпшеница, riceпиринач and maizekukuruz,
193
567200
2816
Sve useve koje jedemo danas,
pšenica, pirinač i kukuruz,
09:42
are highlyвисоко geneticallyгенетски modifiedizmenio
from theirњихова ancestorsпредака,
194
570040
3216
veoma su modifikovani
u odnosu na svoje pretke,
09:45
but we don't considerразмотрити them GMGM
195
573280
1976
ali njih ne smatramo za GMO
09:47
because they're beingбиће producedпроизведено
by conventionalконвенционално breedingузгој.
196
575280
2640
zato što su oni proizvedeni
uobičajenim uzgojem.
09:50
If you mean, am I going to put
resurrectionuskrsnuće plantбиљка genesгена into cropsусева,
197
578880
3776
Ako mislite da ću da stavim
gene oživljenih biljaka u useve,
09:54
your answerодговор is yes.
198
582680
1296
onda je odgovor da.
09:56
In the essenceДуша of time,
we have triedПокушали that approachприступ.
199
584000
3136
U suštini, pokušali smo taj prilaz.
09:59
More appropriatelyодговарајуће,
some of my collaboratorssaradnici at UCTSI,
200
587160
2856
Preciznije, neki od mojih
saradnika na UCT-u,
10:02
JenniferJennifer ThomsonThomson, SuhailSuhejl RafudeenRafudeen,
201
590040
1936
Dženifer Tomson, Suhal Referdin,
10:04
have spearheadedна челу that approachприступ
202
592000
1616
su predvodili taj prilaz
10:05
and I'm going to showсхов you some dataподаци soonускоро.
203
593640
1953
i uskoro ću vam pokazati neke podatke.
10:09
But we're about to embarkupustimo
uponна an extremelyизузетно ambitiousambiciozan approachприступ,
204
597200
4016
Uskoro ćemo naići na izuzetno
ambiciozan prilaz,
10:13
in whichкоја we aimциљ to turnред on
wholeцела suitesApartmani of genesгена
205
601240
3456
u kom ciljamo da uključimo gomile gena,
10:16
that are alreadyвећ presentпоклон in everyсваки cropусев.
206
604720
2696
koji su već prisutni u svakom usevu.
10:19
They're just never turnedокренуо се on
underиспод extremeекстремно droughtsuša conditionsуслови.
207
607440
2905
Nikad se nisu uključili
zbog uslova izuzetne suše.
10:22
I leaveодлази it up to you to decideодлучити
208
610800
1456
Na vama je da odlučite
10:24
whetherда ли је those should be calledпозвани GMGM or not.
209
612280
1953
da se treba nazivati GMO ili ne.
10:27
I'm going to now just give you
some of the dataподаци from that first approachприступ.
210
615560
3456
Sada ću vam dati
samo neke podatke prvog prilaza.
10:31
And in orderнаручи to do that
211
619040
1256
I kako bih to uradila,
10:32
I have to explainобјасни a little bitмало
about how genesгена work.
212
620320
2656
moram još malo da objasnim
kako geni funkcionišu.
10:35
So you probablyвероватно all know
213
623000
1256
Verovatno svi znate
10:36
that genesгена are madeмаде
of double-strandedduplo-prepleteni DNADNK.
214
624280
2056
da su geni sačinjeni od dvolančanog DNK.
10:38
It's woundрана very tightlyчврсто into chromosomesхромозоми
215
626360
1936
Uvijen je veoma čvrto u hromozome
10:40
that are presentпоклон in everyсваки cellмобилни
of your bodyтело or in a plant'selektrane bodyтело.
216
628320
3160
koji su pristuni u svakoj ćeliji
vašeg tela ili tela biljke.
10:44
If you unwindse opustim that DNADNK, you get genesгена.
217
632080
3080
Ako razmotate taj DNK, dobijate gene.
10:47
And eachсваки geneген has a promoterpromoter,
218
635840
2456
Svaki gen ima pokretač,
10:50
whichкоја is just an on-offslobodno switchпрекидач,
219
638320
2376
koji je samo prekidač,
10:52
the geneген codingкодирање regionрегион,
220
640720
1416
deo kodiranja gena,
10:54
and then a terminatorTerminator,
221
642160
1256
a onda i određivač
10:55
whichкоја indicatesозначава that this is the endкрај
of this geneген, the nextследећи geneген will startпочетак.
222
643440
3600
kojei pokazuje da je to kraj tog gena,
gde će sledeći gen početi.
10:59
Now, promoterspromoteri are not
simpleједноставно on-offslobodno switchesпрекидачи.
223
647720
2896
Pokretači nisu samo prekidači.
11:02
They normallyнормално requireзахтевати
a lot of fine-tuningfinog podeљavanja,
224
650640
2696
Inače im treba puno podešavanja.
11:05
lots of things to be presentпоклон and correctтачно
before that geneген is switchedсвитцхед on.
225
653360
4040
Dosta toga mora da bude prisutno i tačno
pre nego što se gen uključi.
11:10
So what's typicallyобично doneГотово
in biotechбиотехнологија studiesстудије
226
658240
3056
Ono što se inače radi u
u biotehničkim istraživanjima,
jeste da se koristi
indukovani pokretač,
11:13
is that we use an inducibleinducible promoterpromoter,
227
661320
1816
11:15
we know how to switchпрекидач it on.
228
663160
1576
znamo kako da ga uključimo.
11:16
We coupleпар that to genesгена of interestинтерес
229
664760
2016
Nadovežemo to na gen koji nas zanima
11:18
and put that into a plantбиљка
and see how the plantбиљка respondsNe odgovori.
230
666800
2680
i stavimo to u biljku kako bi videli
kako biljka reaguje.
11:22
In the studyстудија that I'm going
to talk to you about,
231
670120
2576
I istraživanje o kom ću vam govoriti,
moji saradnici su koristili pokretač
koji oseti sušu,
11:24
my collaboratorssaradnici used
a drought-inducedsuša izazvanoj promoterpromoter,
232
672720
2456
11:27
whichкоја we discoveredоткривени
in a resurrectionuskrsnuće plantбиљка.
233
675200
2416
koji smo otkrili u oživljenoj biljki.
11:29
The niceлеп thing about this promoterpromoter
is that we do nothing.
234
677640
3136
Dobra stvar ovog pokretača
je što mi ništa ne radimo.
11:32
The plantбиљка itselfсам sensesчула droughtsuša.
235
680800
2080
Sama biljka oseća sušu,
11:35
And we'veми смо used it to driveпогон antioxidantantioksidant
genesгена from resurrectionuskrsnuće plantsбиљке.
236
683600
5096
Mi smo to iskoristili da unesemo gene
antioksidante od oživljenih biljki.
11:40
Why antioxidantantioksidant genesгена?
237
688720
1856
Zašto geni antioksidanta?
11:42
Well, all stressesnaglašava,
particularlyпосебно droughtsuša stressстрес,
238
690600
3056
Svi napori, pogotovu
napori vezani za sušu,
11:45
resultsрезултате in the formationформација of freeбесплатно radicalsradikali,
239
693680
2296
rezultira formacijom slobodnih korenja,
11:48
or reactivereaktivna oxygenкисеоник speciesврсте,
240
696000
2336
ili vrste reaktivnog kiseonika,
11:50
whichкоја are highlyвисоко damagingštetno
and can causeузрок cropусев deathсмрт.
241
698360
2720
koji su veoma smrtnonosni i koji
dovode do umiranja useva.
11:53
What antioxidantsantioksidanata do is stop that damageштета.
242
701680
2600
Antioksidanti sprečavaju to umiranje.
11:57
So here'sево some dataподаци from a maizekukuruz strainстраин
that's very popularlypopularno used in AfricaAfrika.
243
705360
3896
Ovo su podaci soja kukuruza
koji se veoma koristi u Africi.
12:01
To the left of the arrowстрелац
are plantsбиљке withoutбез the genesгена,
244
709280
3296
Levo od strelice su biljke bez gena,
12:04
to the right --
245
712600
1256
desno,
12:05
plantsбиљке with the antioxidantantioksidant genesгена.
246
713880
2056
biljke sa genom antioksidanta.
12:07
After threeтри weeksнедељама withoutбез wateringзаливање,
247
715960
1816
Posle tri nedelje bez zalivanja,
12:09
the onesоне with the genesгена
do a hellпакао of a lot better.
248
717800
2480
one sa genima su mnogo bolje prošle.
12:13
Now to the finalконачни approachприступ.
249
721720
1336
Konačan pristup,
12:15
My researchистраживање has shownпоказано
that there's considerableznatan similaritysličnosti
250
723080
3536
moje istraživanje je pokazalo da postoji
velika sličnost
12:18
in the mechanismsмеханизми of desiccationsuљenje toleranceтолеранција
in seedsсемена and resurrectionuskrsnuće plantsбиљке.
251
726640
4416
u mehanizmu otpornosti na sušu i
semenu oživljene biljke.
12:23
So I askпитати the questionпитање,
252
731080
1416
Zato postavljam ptianje,
12:24
are they usingКористећи the sameисти genesгена?
253
732520
1440
da li oni koriste iste gene?
12:26
Or slightlyмало differentlyдругачије phrasedJa imam posao,
254
734480
2256
Ili drugačije postavljeno,
12:28
are resurrectionuskrsnuće plantsбиљке usingКористећи genesгена
evolvedеволуирао in seedсеме desiccationsuљenje toleranceтолеранција
255
736760
4496
da li oživljene biljke koriste gene koji
su evoluirali u seme otporno na sušu
u njihovom korenju i listovima?
12:33
in theirњихова rootsкорени and leavesоставља?
256
741280
1256
12:34
Have they retaskednovi zadatak these seedсеме genesгена
257
742560
2056
Da li su oni geni semena
zadali drugačije zadatke
12:36
in rootsкорени and leavesоставља
of resurrectionuskrsnuće plantsбиљке?
258
744640
2040
u korenju i listovima
oživljenih biljki?
12:39
And I answerодговор that questionпитање,
259
747760
1856
Kako bih odgovorila na to pitanje,
12:41
as a consequenceпоследица of a lot
of researchистраживање from my groupгрупа
260
749640
2416
kao posledica mnogo istraživanja
moje grupe
12:44
and recentскорашњи collaborationssaradnja from a groupгрупа
of HenkHenk HilhorstHilhorst in the NetherlandsHolandija,
261
752080
3536
i nedavnih saradnji grupe
Henka Hilhorsta iz Danske,
12:47
MelMel OliverOliver in the UnitedUjedinjeni StatesDržava
262
755640
1576
Mela Olivera iz SAD
12:49
and JuliaJulia BuitinkBuitink in FranceFrancuska.
263
757240
2600
i Julije Butink iz Francuske.
12:51
The answerодговор is yes,
264
759880
1416
Odgovor je da,
12:53
that there is a coreјезгро setкомплет of genesгена
that are involvedукључени in bothи једно и друго.
265
761320
2856
postoji niz gena
koji su evoluirali za obe stvari.
12:56
And I'm going to illustrateилустровати this
very crudelygrubo for maizekukuruz,
266
764200
3416
Sada ću ilustrovati ovo veoma
grubo za kukurz,
12:59
where the chromosomesхромозоми belowдоле the off switchпрекидач
267
767640
2416
kada hromozomi ispod prekidača
za isključivanje
13:02
representзаступати all the genesгена that are requiredпотребан
for desiccationsuљenje toleranceтолеранција.
268
770080
3575
predstavljaju sve gene koji su potrebni
za otpornost suše.
13:05
So as maizekukuruz seedsсемена driedсушено out
at the endкрај of theirњихова periodраздобље of developmentразвој,
269
773680
4256
Kako se seme kukuruza osušilo
na kraju njihovog razvoja
13:09
they switchпрекидач these genesгена on.
270
777960
1360
uključili su ove gene.
13:12
ResurrectionUskrsnuće plantsбиљке
switchпрекидач on the sameисти genesгена
271
780680
2896
Oživljene biljke su uključile
iste gene
13:15
when they dryСУВ out.
272
783600
1656
kada su se osušili.
13:17
All modernмодеран cropsусева, thereforeстога,
273
785280
1776
Svi savremeni usevi
13:19
have these genesгена
in theirњихова rootsкорени and leavesоставља,
274
787080
2056
imaju te gene u korenima i listovima,
13:21
they just never switchпрекидач them on.
275
789160
1736
samo ih nikad ne uključuju.
13:22
They only switchпрекидач them on in seedсеме tissuesткива.
276
790920
1960
Uključuju ih samo za tkivo semena.
13:25
So what we're tryingпокушавајући to do right now
277
793440
1736
Šta mi sada pokušavamo jeste da
13:27
is to understandРазумем the environmentalеколошки
and cellularцелуларни signalsсигналима
278
795200
2616
shvatimo signale okruženja i ćelija
13:29
that switchпрекидач on these genesгена
in resurrectionuskrsnuće plantsбиљке,
279
797840
2440
koji uključe ove gene
kod oživljenih biljki,
13:33
to mimicмимик the processпроцес in cropsусева.
280
801280
1760
kako bi replicirali kod useva.
13:35
And just a finalконачни thought.
281
803680
1736
I samo jos jedna misao,
13:37
What we're tryingпокушавајући to do very rapidlyбрзо
282
805440
2216
ono što pokušavamo veoma brzo da uradimo,
13:39
is to repeatпонављање what natureприрода did
in the evolutionеволуција of resurrectionuskrsnuće plantsбиљке
283
807680
3816
jeste da ponovimo šta je priroda uradila
prilikom evolucije oživljenih biljki
13:43
some 10 to 40 millionмилиона yearsгодине agoпре.
284
811520
1840
pre neki 10 do 40 miliona godina.
13:46
My plantsбиљке and I thank you
for your attentionпажњу.
285
814160
2496
Moje biljke i ja
vam se zahvaljujemo na pažnji.
13:48
(ApplauseAplauz)
286
816680
6235
(aplauz)
Translated by Nikolina Ajdukovic
Reviewed by Mile Živković

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Jill Farrant - Professor of molecular and cell biology
Jill Farrant is leading the development of drought-tolerant crops to nourish populations in arid climates.

Why you should listen

A professor of molecular and cell biology at the University of Cape Town (UCT) in South Africa, Jill Farrant researches the remarkable (and little known) world of resurrection plants. These are plants that can survive extreme drought, “resurrecting” when moistened or irrigated. If we can better understand their natural preservation mechanisms and their key protectants, she suggests, it could help us develop more drought-tolerant crops to feed populations in increasingly dry and arid climates around the world. Her research may also have medical applications.

Farrant was the African/Arab States recipient of the 2012 L'Oreal-UNESCO Award for Women in Science, one of only five scientists worldwide who were selected by an international jury as "researchers who will have a major impact on society and help light the way to the future." In 2009, she was awarded an A-rating by the National Research Foundation (the first female researcher at UCT ever to receive such a rating) as well as being made a member of the UCT College of Fellows.

More profile about the speaker
Jill Farrant | Speaker | TED.com