TEDGlobal>Geneva
Jill Farrant: How we can make crops survive without water
Jill Farrant: Cum putem face culturile să supravieţuiască fără apă
Filmed:
Readability: 4.6
1,562,697 views
Pe măsură ce populaţia planetei creşte iar efectele schimbărilor climatice deteriorează relieful, va trebui să hrănim mai mulţi oameni folosind mai puţin teren arabil. Biologul molecular Jill Farrant studiază un fenomen rar care ar putea ajuta: „plante care învie" - plante super rezistente care par să se întoarcă din morţi. Pot ele deţine cheia cultivării hranei în lumea noastră ce devine mai caldă şi mai uscată?
Jill Farrant - Professor of molecular and cell biology
Jill Farrant is leading the development of drought-tolerant crops to nourish populations in arid climates. Full bio
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 secret to producing
extremely drought-tolerant crops,
extremely drought-tolerant crops,
0
840
4216
Cred că secretul producerii
culturilor rezistente la seceta extremă,
culturilor rezistente la seceta extremă,
00:17
which should go some way
to providing food security in the world,
to providing food security in the world,
1
5080
3216
care ar putea să confere
siguranţă alimentară lumii,
siguranţă alimentară lumii,
00:20
lies in resurrection plants,
2
8320
2696
stă în plantele care învie,
00:23
pictured here, in an extremely
droughted state.
droughted state.
3
11040
3136
prezentate aici, într-o stare
extrem de uscată.
extrem de uscată.
00:26
You might think
that these plants look dead,
that these plants look dead,
4
14200
2856
Aţi crede că aceste plante par moarte,
dar nu sunt.
dar nu sunt.
00:29
but they're not.
5
17080
1296
00:30
Give them water,
6
18400
1456
Daţi-le apă,
00:31
and they will resurrect, green up,
start growing, in 12 to 48 hours.
start growing, in 12 to 48 hours.
7
19880
5440
şi vor învia, vor înverzi, vor începe
să crească în 12 - 48 de ore.
să crească în 12 - 48 de ore.
00:38
Now, why would I suggest
8
26320
1296
De ce aş sugera
00:39
that producing drought-tolerant crops
will go towards providing food security?
will go towards providing food security?
9
27640
4440
că producerea plantelor rezistente
la secetă va genera securitate alimentară?
la secetă va genera securitate alimentară?
00:45
Well, the current world population
is around 7 billion.
is around 7 billion.
10
33040
3896
Populaţia actuală a Pământului
e de aproape 7 miliarde.
e de aproape 7 miliarde.
00:48
And it's estimated that by 2050,
11
36960
2496
Se estimează că până în 2050,
00:51
we'll be between 9 and 10 billion people,
12
39480
2696
vom fi între 9 şi 10 miliarde de oameni,
00:54
with the bulk of this growth
happening in Africa.
happening in Africa.
13
42200
2880
majoritatea acestei creşteri
producându-se în Africa.
producându-se în Africa.
00:57
The food and agricultural
organizations of the world
organizations of the world
14
45880
2456
Organizaţia pentru
Alimentaţie şi Agricultură
Alimentaţie şi Agricultură
01:00
have suggested that we need
a 70 percent increase
a 70 percent increase
15
48360
3136
a estimat că avem nevoie
de o creştere de 70%
de o creştere de 70%
01:03
in current agricultural practice
16
51520
2176
a producţiei agricole actuale
01:05
to meet that demand.
17
53720
1240
ca să acoperim cererea.
01:07
Given that plants
are at the base of the food chain,
are at the base of the food chain,
18
55720
2696
Plantele fiind la baza
lanțului alimentar,
lanțului alimentar,
01:10
most of that's going
to have to come from plants.
to have to come from plants.
19
58440
2320
cea mai mare parte vine de la ele.
01:13
That percentage of 70 percent
20
61360
2696
Procentul de 70% nu ține cont
de eventualele schimbări climatice.
de eventualele schimbări climatice.
01:16
does not take into consideration
the potential effects of climate change.
the potential effects of climate change.
21
64080
4216
01:20
This is taken from a study by Dai
published in 2011,
published in 2011,
22
68320
4240
E un extras dintr-un studiu DAI din 2011,
01:25
where he took into consideration
23
73240
1936
care a luat în considerare toate efectele
posibile ale schimbărilor climatice
posibile ale schimbărilor climatice
01:27
all the potential effects
of climate change
of climate change
24
75200
2376
01:29
and expressed them --
amongst other things --
amongst other things --
25
77600
2136
și le exprimă, printre altele ca:
01:31
increased aridity due to lack of rain
or infrequent rain.
or infrequent rain.
26
79760
4616
ariditate crescută cauzată
de lipsa ploilor sau de ploile rare.
de lipsa ploilor sau de ploile rare.
01:36
The areas in red shown here,
27
84400
1776
Zonele roșii de aici
01:38
are areas that until recently
28
86200
2056
sunt zone care până de curând
01:40
have been very successfully
used for agriculture,
used for agriculture,
29
88280
3176
au fost cultivate cu succes,
01:43
but cannot anymore
because of lack of rainfall.
because of lack of rainfall.
30
91480
2400
dar nu mai pot fi, din cauza
lipsei precipitațiilor.
lipsei precipitațiilor.
01:46
This is the situation
that's predicted to happen in 2050.
that's predicted to happen in 2050.
31
94640
2920
Aceasta e situația
preconizată pentru 2050.
preconizată pentru 2050.
01:50
Much of Africa,
in fact, much of the world,
in fact, much of the world,
32
98840
2176
Mare parte a Africii, de fapt
mare parte a lumii, va avea probleme.
mare parte a lumii, va avea probleme.
01:53
is going to be in trouble.
33
101040
1896
01:54
We're going to have to think of some
very smart ways of producing food.
very smart ways of producing food.
34
102960
3656
Va trebui să gândim procedee foarte
inteligente prin care să producem hrana
inteligente prin care să producem hrana
01:58
And preferably among them,
some drought-tolerant crops.
some drought-tolerant crops.
35
106640
3296
şi ar fi bine ca între ele să fie
câteva culturi rezistente la secetă.
câteva culturi rezistente la secetă.
02:01
The other thing
to remember about Africa is
to remember about Africa is
36
109960
2056
Celălalt lucru de amintit despre Africa
02:04
that most of their agriculture is rainfed.
37
112040
2800
e că majoritatea culturilor lor
depind de apa de ploaie.
depind de apa de ploaie.
02:08
Now, making drought-tolerant crops
is not the easiest thing in the world.
is not the easiest thing in the world.
38
116080
3456
Să faci culturi rezistente la secetă
nu e cel mai uşor lucru din lume.
nu e cel mai uşor lucru din lume.
02:11
And the reason for this is water.
39
119560
2416
Motivul e apa.
02:14
Water is essential to life on this planet.
40
122000
3136
Apa e esenţială vieţii pe această planetă.
02:17
All living, actively
metabolizing organisms,
metabolizing organisms,
41
125160
4135
Toate organismele vii
cu metabolism activ,
cu metabolism activ,
02:21
from microbes to you and I,
42
129320
2056
de la microbi la voi şi la mine,
02:23
are comprised predominately of water.
43
131400
2336
sunt compuse predominant din apă.
02:25
All life reactions happen in water.
44
133760
2536
Toate reacţiile vieţii
se produc în apă.
se produc în apă.
02:28
And loss of a small amount
of water results in death.
of water results in death.
45
136320
3016
Pierderea unei mici cantităţi
de apă, duce la moarte.
de apă, duce la moarte.
02:31
You and I are 65 percent water --
46
139360
2056
Noi avem 65 % apa;
02:33
we lose one percent of that, we die.
47
141440
1720
pierdem 1% din asta, murim.
02:35
But we can make behavioral
changes to avoid that.
changes to avoid that.
48
143840
2720
Dar ne putem adapta comportamental
ca să evităm asta.
ca să evităm asta.
02:39
Plants can't.
49
147920
1576
Plantele nu pot.
Ele sunt fixate în pământ.
Ele sunt fixate în pământ.
02:41
They're stuck in the ground.
50
149520
1616
02:43
And so in the first instance they have
a little bit more water than us,
a little bit more water than us,
51
151160
3376
La început au mai multă apă decât noi,
– cam 95% apă –
– cam 95% apă –
02:46
about 95 percent water,
52
154560
1256
şi pot pierde ceva mai mult decât noi,
– între 10 şi 70%, funcţie de specie –
– între 10 şi 70%, funcţie de specie –
02:47
and they can lose
a little bit more than us,
a little bit more than us,
53
155840
2096
02:49
like 10 to about 70 percent,
depending on the species,
depending on the species,
54
157960
2960
02:54
but for short periods only.
55
162000
1360
dar numai pentru scurt timp.
02:56
Most of them will either try
to resist or avoid water loss.
to resist or avoid water loss.
56
164680
4176
Majoritatea vor încerca
să reziste sau să evite pierderea apei.
să reziste sau să evite pierderea apei.
03:00
So extreme examples of resistors
can be found in succulents.
can be found in succulents.
57
168880
3936
Exemple extreme de plante rezistente
sunt cele suculente.
sunt cele suculente.
03:04
They tend to be small, very attractive,
58
172840
2816
Tind să fie mici, foarte atractive,
03:07
but they hold onto their water
at such great cost
at such great cost
59
175680
2736
dar menţin apa cu efortuti atât de mari
încât cresc extrem de greu.
încât cresc extrem de greu.
03:10
that they grow extremely slowly.
60
178440
2000
03:13
Examples of avoidance of water loss
are found in trees and shrubs.
are found in trees and shrubs.
61
181440
4576
Exemple de evitare a pierderii apei
se găsesc la copaci şi arbuşti.
se găsesc la copaci şi arbuşti.
03:18
They send down very deep roots,
62
186040
1576
Îşi înfig foarte adânc rădăcinile,
extrag apă din rezervele subterane
extrag apă din rezervele subterane
03:19
mine subterranean water supplies
63
187640
1696
03:21
and just keep flushing
it through them at all times,
it through them at all times,
64
189360
2456
şi o circulă prin ele continuu,
menţinându-se hidratate.
menţinându-se hidratate.
03:23
keeping themselves hydrated.
65
191840
1856
03:25
The one on the right is called a baobab.
66
193720
1976
Cea din dreapta e un baobab,
numit și copacul răsturnat,
numit și copacul răsturnat,
03:27
It's also called the upside-down tree,
67
195720
2056
03:29
simply because the proportion
of roots to shoots is so great
of roots to shoots is so great
68
197800
3776
pentru că raportul dintre rădăcini
şi ramuri e atât de mare
şi ramuri e atât de mare
03:33
that it looks like the tree
has been planted upside down.
has been planted upside down.
69
201600
2696
încât copacul pare plantat
cu susul în jos.
cu susul în jos.
03:36
And of course the roots are required
for hydration of that plant.
for hydration of that plant.
70
204320
3240
Desigur rădăcinile sunt necesare
pentru hidratarea plantei.
pentru hidratarea plantei.
03:40
And probably the most common strategy
of avoidance is found in annuals.
of avoidance is found in annuals.
71
208760
4520
Poate cea mai comună strategie de evitare
o găsim la plantele anuale.
o găsim la plantele anuale.
03:45
Annuals make up the bulk
of our plant food supplies.
of our plant food supplies.
72
213840
3176
Majoritatea hranei noastre vegetale
e formată din plante anuale.
e formată din plante anuale.
03:49
Up the west coast of my country,
73
217040
1696
Pe coasta de vest a ţării mele,
03:50
for much of the year
you don't see much vegetation growth.
you don't see much vegetation growth.
74
218760
3536
în majoritatea anului
nu prea creşte vegetaţia
nu prea creşte vegetaţia
03:54
But come the spring rains, you get this:
75
222320
2656
dar când vin ploile de primăvară, avem:
03:57
flowering of the desert.
76
225000
1240
înflorirea deşertului.
03:59
The strategy in annuals,
77
227000
1856
Strategia în cazul anualelor
e să se dezvolte în sezonul ploios.
e să se dezvolte în sezonul ploios.
04:00
is to grow only in the rainy season.
78
228880
2360
04:03
At the end of that season
they produce a seed,
they produce a seed,
79
231960
2296
La sfârşitul acelui sezon,
ele produc sămânţa,
ele produc sămânţa,
04:06
which is dry, eight to 10 percent water,
80
234280
2816
care e uscată, 8 - 10% apă,
dar foarte vie.
dar foarte vie.
04:09
but very much alive.
81
237120
1656
04:10
And anything that is
that dry and still alive,
that dry and still alive,
82
238800
2896
Orice e atât de uscat, dar încă viu,
spunem că e rezistent la desicare.
spunem că e rezistent la desicare.
04:13
we call desiccation-tolerant.
83
241720
1480
04:15
In the desiccated state,
84
243840
1416
În stare desicată seminţele rezistă
în condiţii extreme perioade lungi.
în condiţii extreme perioade lungi.
04:17
what seeds can do
is lie in extremes of environment
is lie in extremes of environment
85
245280
2656
04:19
for prolonged periods of time.
86
247960
1656
04:21
The next time the rainy season comes,
87
249640
2216
La următorul sezon ploios,
ele germinează şi cresc,
ele germinează şi cresc,
04:23
they germinate and grow,
88
251880
1496
04:25
and the whole cycle just starts again.
89
253400
1880
şi întregul ciclu începe din nou.
04:28
It's widely believed that the evolution
of desiccation-tolerant seeds
of desiccation-tolerant seeds
90
256120
4056
Mulţi cred că evoluţia seminţelor
rezistente la desicare
rezistente la desicare
04:32
allowed the colonization and the radiation
91
260200
2176
a făcut posibilă colonizarea
şi răspândirea plantelor care înfloresc
şi răspândirea plantelor care înfloresc
04:34
of flowering plants,
or angiosperms, onto land.
or angiosperms, onto land.
92
262400
3520
– a angiospermelor – pe uscat.
04:38
But back to annuals
as our major form of food supplies.
as our major form of food supplies.
93
266960
3160
Înapoi la anuale, principala noastră formă
de rezervă de hrană.
de rezervă de hrană.
04:42
Wheat, rice and maize form 95 percent
of our plant food supplies.
of our plant food supplies.
94
270800
4720
Grâul, orezul şi porumbul
formează 95% din hrana noatră vegetală.
formează 95% din hrana noatră vegetală.
04:48
And it's been a great strategy
95
276480
1536
O strategie grozavă
04:50
because in a short space of time
you can produce a lot of seed.
you can produce a lot of seed.
96
278040
3176
pentru că poţi produce
multe seminţe în timp scurt.
multe seminţe în timp scurt.
04:53
Seeds are energy-rich
so there's a lot of food calories,
so there's a lot of food calories,
97
281240
2620
Seminţele sunt bogate în energie,
multe calorii alimentare
multe calorii alimentare
04:55
you can store it in times of plenty
for times of famine,
for times of famine,
98
283884
3920
pot fi stocate în vremuri de belşug
pentru perioadele de foamete,
pentru perioadele de foamete,
05:00
but there's a downside.
99
288480
1240
dar au şi un dezavantaj:
05:02
The vegetative tissues,
100
290560
1376
țesutul vegetativ,
rădăcinile şi frunzele anualelor,
rădăcinile şi frunzele anualelor,
05:03
the roots and leaves of annuals,
101
291960
2176
05:06
do not have much
102
294160
1256
nu au rezistență ereditară sau adaptare
la evitarea sau tolerarea secetei.
la evitarea sau tolerarea secetei.
05:07
by way of inherent resistance,
avoidance or tolerance characteristics.
avoidance or tolerance characteristics.
103
295440
4096
05:11
They just don't need them.
104
299560
1296
Pur şi simplu nu au nevoie.
05:12
They grow in the rainy season
105
300880
1416
Se dezvoltă în sezonul ploios
05:14
and they've got a seed
to help them survive the rest of the year.
to help them survive the rest of the year.
106
302320
3376
şi au seminţe care le ajută
să supravieţuiască restul anului.
să supravieţuiască restul anului.
05:17
And so despite concerted
efforts in agriculture
efforts in agriculture
107
305720
2696
Astfel, în ciuda eforturilor
concertate în agricultură,
concertate în agricultură,
05:20
to make crops with improved properties
108
308440
2536
ca să se realizeze culturi
cu proprietăţi îmbunătăţite
cu proprietăţi îmbunătăţite
05:23
of resistance, avoidance and tolerance --
109
311000
2176
privind rezistenţa, evitarea şi toleranţa-
05:25
particularly resistance and avoidance
110
313200
1896
mai ales rezistenţa şi evitarea,
05:27
because we've had good models
to understand how those work --
to understand how those work --
111
315120
2896
pentru că am avut modele bune
ca să le înţelegem -
ca să le înţelegem -
05:30
we still get images like this.
112
318040
2336
încă vedem imagini ca aceasta:
05:32
Maize crop in Africa,
113
320400
1456
Cultură de porumb în Africa,
05:33
two weeks without rain
114
321880
1416
două săptămâni fără apă
05:35
and it's dead.
115
323320
1200
şi e moartă.
05:37
There is a solution:
116
325560
1240
Există o soluţie:
05:39
resurrection plants.
117
327520
1240
plante care învie.
05:41
These plants can lose 95 percent
of their cellular water,
of their cellular water,
118
329320
3776
Aceste plante pot să piardă 95%
din apa celulară,
din apa celulară,
05:45
remain in a dry, dead-like state
for months to years,
for months to years,
119
333120
3856
să rămână într-un mediu uscat,
ca şi moarte, luni, până la ani
ca şi moarte, luni, până la ani
05:49
and give them water,
120
337000
1736
şi dă-le apă:
05:50
they green up and start growing again.
121
338760
1880
înverzesc şi încep să crească din nou.
05:53
Like seeds, these are
desiccation-tolerant.
desiccation-tolerant.
122
341560
3296
Ca şi seminţele, acestea sunt
rezistente la uscare.
rezistente la uscare.
05:56
Like seeds, these can withstand extremes
of environmental conditions.
of environmental conditions.
123
344880
4120
Ca şi seminţele, pot rezista
condiţiilor de mediu extreme.
condiţiilor de mediu extreme.
06:01
And this is a really rare phenomenon.
124
349760
2016
Acesta e un fenomen foarte rar.
06:03
There are only 135 flowering
plant species that can do this.
plant species that can do this.
125
351800
4376
Sunt numai 135 de specii
de angiosperme ce pot face asta.
de angiosperme ce pot face asta.
06:08
I'm going to show you a video
126
356200
1416
Vă voi arăta o filmare
06:09
of the resurrection process
of these three species
of these three species
127
357640
2616
a procesului de înviere
a acestor trei specii,
a acestor trei specii,
06:12
in that order.
128
360280
1216
în această ordine.
06:13
And at the bottom,
129
361520
1256
În partea de jos,
06:14
there's a time axis
so you can see how quickly it happens.
so you can see how quickly it happens.
130
362800
2736
e axa timpului, ca să vedeţi
cât de repede se întâmplă.
cât de repede se întâmplă.
06:56
(Applause)
131
404160
2040
(Aplauze)
07:02
Pretty amazing, huh?
132
410240
1536
Uimitor, nu?
07:03
So I've spent the last 21 years
trying to understand how they do this.
trying to understand how they do this.
133
411800
4216
Mi-am petrecut ultimii 21 de ani
încercând să înţeleg cum fac ele asta.
încercând să înţeleg cum fac ele asta.
07:08
How do these plants dry without dying?
134
416040
2400
Cum se usucă aceste plante fără să moară?
07:11
And I work on a variety
of different resurrection plants,
of different resurrection plants,
135
419080
2776
Am lucrat cu diverse plante care învie,
07:13
shown here in the hydrated and dry states,
136
421880
2416
prezentate aici în stare uscată,
07:16
for a number of reasons.
137
424320
1456
din mai multe motive.
07:17
One of them is that each
of these plants serves as a model
of these plants serves as a model
138
425800
2856
Unul din ele e că fiecare
din aceste plante serveşte ca model
din aceste plante serveşte ca model
07:20
for a crop that I'd like
to make drought-tolerant.
to make drought-tolerant.
139
428680
2376
pentru o alta pe care
o vreau rezistentă la secetă.
o vreau rezistentă la secetă.
07:23
So on the extreme top left,
for example, is a grass,
for example, is a grass,
140
431080
2936
În stânga sus, de exemplu, e o iarbă,
07:26
it's called Eragrostis nindensis,
141
434040
2256
se numeşte Eragrostis nindensis,
07:28
it's got a close relative
called Eragrostis tef --
called Eragrostis tef --
142
436320
2376
are o rudă apropiată
numită Eragrostis tef -
numită Eragrostis tef -
07:30
a lot of you might know it as "teff" --
143
438720
2016
mulţi s-ar putea să o ştiţi ca "teff"-
07:32
it's a staple food in Ethiopia,
144
440760
1736
e hrană de bază în Etiopia,
07:34
it's gluten-free,
145
442520
1256
nu conţine gluten,
07:35
and it's something we would like
to make drought-tolerant.
to make drought-tolerant.
146
443800
3016
şi am dori să o facem
rezistentă la secetă.
rezistentă la secetă.
07:38
The other reason for looking
at a number of plants,
at a number of plants,
147
446840
2416
Celălalt motiv pentru
cercetarea unor plante,
cercetarea unor plante,
07:41
is that, at least initially,
148
449280
1376
e că, cel puţin iniţial,
07:42
I wanted to find out:
do they do the same thing?
do they do the same thing?
149
450680
2256
am vrut să aflu:
fac ele acelaşi lucru?
fac ele acelaşi lucru?
07:44
Do they all use the same mechanisms
150
452960
1696
Folosesc toate aceleaşi mecanisme
07:46
to be able to lose
all that water and not die?
all that water and not die?
151
454680
2576
ca să poată pierde
atâta apă fără să moară?
atâta apă fără să moară?
07:49
So I undertook what we call
a systems biology approach
a systems biology approach
152
457280
2696
Aşa că am încercat o abordare
numită biologie sistemică
numită biologie sistemică
07:52
in order to get
a comprehensive understanding
a comprehensive understanding
153
460000
2176
pentru a înţelege în detaliu
toleranţa la desicare,
toleranţa la desicare,
07:54
of desiccation tolerance,
154
462200
2016
07:56
in which we look at everything
155
464240
1456
în care cercetăm tot de la nivel molecular
la întrega plantă, ecofiziologic.
la întrega plantă, ecofiziologic.
07:57
from the molecular to the whole plant,
ecophysiological level.
ecophysiological level.
156
465720
2912
08:00
For example we look at things like
157
468657
1634
De exemplu urmărim schimbările
din anatomia plantei în timpul uscării
din anatomia plantei în timpul uscării
08:02
changes in the plant anatomy
as they dried out
as they dried out
158
470316
2197
şi ultrastructura lor.
08:04
and their ultrastructure.
159
472537
1239
08:05
We look at the transcriptome,
which is just a term for a technology
which is just a term for a technology
160
473800
3176
Cercetăm transcriptomul,
– o tehnologie prin care studiem
dacă genele sunt activate sau nu,
dacă genele sunt activate sau nu,
08:09
in which we look at the genes
161
477000
1416
08:10
that are switched on or off,
in response to drying.
in response to drying.
162
478440
2416
ca urmare a uscării.
08:12
Most genes will code for proteins,
so we look at the proteome.
so we look at the proteome.
163
480880
3216
Majoritatea genelor codează proteine
aşa că cercetăm proteomul.
aşa că cercetăm proteomul.
08:16
What are the proteins made
in response to drying?
in response to drying?
164
484120
2400
Ce proteine se produc
ca răspuns la uscare?
ca răspuns la uscare?
08:19
Some proteins would code for enzymes
which make metabolites,
which make metabolites,
165
487480
3896
Unele proteine proteine vor coda enzime
care fac metaboliţi,
care fac metaboliţi,
08:23
so we look at the metabolome.
166
491400
1576
aşa că cercetăm metabolomul.
08:25
Now, this is important
because plants are stuck in the ground.
because plants are stuck in the ground.
167
493000
3296
E important, pentru că
plantele sunt fixate în pământ.
plantele sunt fixate în pământ.
08:28
They use what I call
a highly tuned chemical arsenal
a highly tuned chemical arsenal
168
496320
4096
Ele folosesc un arsenal chimic
foarte specializat
foarte specializat
08:32
to protect themselves from all
the stresses of their environment.
the stresses of their environment.
169
500440
3416
pentru a se proteja de toate
constrângerile mediului în care trăiesc.
constrângerile mediului în care trăiesc.
08:35
So it's important that we look
170
503880
1496
E important să cercetăm
08:37
at the chemical changes
involved in drying.
involved in drying.
171
505400
2440
schimbările chimice
ce se produc la uscare.
ce se produc la uscare.
08:40
And at the last study
that we do at the molecular level,
that we do at the molecular level,
172
508520
2656
În ultimul studiu pe care
l-am făcut la nivel molecular,
l-am făcut la nivel molecular,
08:43
we look at the lipidome --
173
511200
1256
am cercetat lipidomul
– răspunsul lipidelor la uscare.
– răspunsul lipidelor la uscare.
08:44
the lipid changes in response to drying.
174
512480
2055
08:46
And that's also important
175
514559
1257
Acest lucru e important
08:47
because all biological membranes
are made of lipids.
are made of lipids.
176
515840
2815
pentru că toate membranele biologice
sunt făcute din lipide.
sunt făcute din lipide.
08:50
They're held as membranes
because they're in water.
because they're in water.
177
518679
2577
Formează membrane
pentru că sunt în apă.
pentru că sunt în apă.
08:53
Take away the water,
those membranes fall apart.
those membranes fall apart.
178
521280
2240
Dacă iei apa, membranele se prăbuşesc.
08:56
Lipids also act as signals
to turn on genes.
to turn on genes.
179
524240
3040
Lipidele actionează şi ca semnale
pentru activarea genelor.
pentru activarea genelor.
09:00
Then we use physiological
and biochemical studies
and biochemical studies
180
528200
2696
Apoi folosim studii
fiziologice şi biochimice
fiziologice şi biochimice
09:02
to try and understand
the function of the putative protectants
the function of the putative protectants
181
530920
3216
ca să încercăm să înţelegem
funcţiile presupuşilor protectori
funcţiile presupuşilor protectori
09:06
that we've actually discovered
in our other studies.
in our other studies.
182
534160
2936
pe care i-am descoperit în alte studii.
09:09
And then use all of that
to try and understand
to try and understand
183
537120
2176
Folosind toate astea
încercăm să înţelegem
încercăm să înţelegem
09:11
how the plant copes
with its natural environment.
with its natural environment.
184
539320
2320
cum face faţă planta
mediului său natural.
mediului său natural.
09:15
I've always had the philosophy that
I needed a comprehensive understanding
I needed a comprehensive understanding
185
543480
4336
Mereu am considerat
că trebuie să înţeleg în detaliu
că trebuie să înţeleg în detaliu
09:19
of the mechanisms of desiccation tolerance
186
547840
2256
mecanismele toleranţei la desicare
09:22
in order to make a meaningful suggestion
for a biotic application.
for a biotic application.
187
550120
3840
ca să fac o propunere pertinentă
de aplicaţie biotică.
de aplicaţie biotică.
09:27
I'm sure some of you are thinking,
188
555000
1656
Sunt sigură că unii gândiţi:
09:28
"By biotic application,
189
556680
1256
„Prin aplicaţie biotică,
09:29
does she mean she's going to make
genetically modified crops?"
genetically modified crops?"
190
557960
2920
vrea să spună că va crea
culturi modificate genetic?"
culturi modificate genetic?"
09:34
And the answer to that question is:
191
562240
1696
Răspunsul la această întrebare e:
09:35
depends on your definition
of genetic modification.
of genetic modification.
192
563960
2381
depinde ce înţelegeţi
prin modificare genetică.
prin modificare genetică.
09:39
All of the crops that we eat today,
wheat, rice and maize,
wheat, rice and maize,
193
567200
2816
Toate culturile pe care le consumăm azi,
grâu, orez, porumb,
grâu, orez, porumb,
09:42
are highly genetically modified
from their ancestors,
from their ancestors,
194
570040
3216
sunt foarte modificate genetic
faţă de strămoşii lor,
faţă de strămoşii lor,
09:45
but we don't consider them GM
195
573280
1976
dar nu le considerăm
modificate genetic
modificate genetic
09:47
because they're being produced
by conventional breeding.
by conventional breeding.
196
575280
2640
pentru că sunt produse
prin înmulţire convenţională.
prin înmulţire convenţională.
09:50
If you mean, am I going to put
resurrection plant genes into crops,
resurrection plant genes into crops,
197
578880
3776
Dacă întrebarea e: voi pune gene
ale plantelor care învie în culturi?
ale plantelor care învie în culturi?
09:54
your answer is yes.
198
582680
1296
Răspunsul e da.
09:56
In the essence of time,
we have tried that approach.
we have tried that approach.
199
584000
3136
Ca să câştigăm timp,
am încercat această abordare.
am încercat această abordare.
09:59
More appropriately,
some of my collaborators at UCT,
some of my collaborators at UCT,
200
587160
2856
Mai precis, câţiva
colaboratori ai mei de la UCT,
colaboratori ai mei de la UCT,
10:02
Jennifer Thomson, Suhail Rafudeen,
201
590040
1936
Jennifer Thomson, Suhail Rafudeen,
10:04
have spearheaded that approach
202
592000
1616
au deschis acest drum
10:05
and I'm going to show you some data soon.
203
593640
1953
şi vă voi arăta curând câteva rezultate.
10:09
But we're about to embark
upon an extremely ambitious approach,
upon an extremely ambitious approach,
204
597200
4016
Vrem să demarăm
o abordare foarte ambiţioasă,
o abordare foarte ambiţioasă,
10:13
in which we aim to turn on
whole suites of genes
whole suites of genes
205
601240
3456
în care dorim să activăm
pachete întregi de gene
pachete întregi de gene
10:16
that are already present in every crop.
206
604720
2696
care sunt deja prezente
în toate culturile.
în toate culturile.
10:19
They're just never turned on
under extreme drought conditions.
under extreme drought conditions.
207
607440
2905
Doar că nu au mai fost activate
în condiţii de secetă extremă.
în condiţii de secetă extremă.
10:22
I leave it up to you to decide
208
610800
1456
Vă las pe voi să decideţi
10:24
whether those should be called GM or not.
209
612280
1953
daca asta e modificare genetică sau nu.
10:27
I'm going to now just give you
some of the data from that first approach.
some of the data from that first approach.
210
615560
3456
Acum vă voi prezenta câteva date
din acea primă abordare.
din acea primă abordare.
10:31
And in order to do that
211
619040
1256
Pentru a face asta,
10:32
I have to explain a little bit
about how genes work.
about how genes work.
212
620320
2656
trebuie să explic puţin
cum funcţionează genele.
cum funcţionează genele.
10:35
So you probably all know
213
623000
1256
Probabil că ştiţi:
10:36
that genes are made
of double-stranded DNA.
of double-stranded DNA.
214
624280
2056
genele sunt formate
din spirale duble de ADN
din spirale duble de ADN
10:38
It's wound very tightly into chromosomes
215
626360
1936
împletite strâns în cromozomi
10:40
that are present in every cell
of your body or in a plant's body.
of your body or in a plant's body.
216
628320
3160
prezenți în fiecare celulă
a corpului nostru sau al plantelor.
a corpului nostru sau al plantelor.
10:44
If you unwind that DNA, you get genes.
217
632080
3080
Dacă desfăşori acel ADN, obţii gene.
10:47
And each gene has a promoter,
218
635840
2456
Fiecare genă are un activator,
10:50
which is just an on-off switch,
219
638320
2376
care e doar un
întrerupător pornit / oprit,
întrerupător pornit / oprit,
10:52
the gene coding region,
220
640720
1416
zona de codare a genei
10:54
and then a terminator,
221
642160
1256
şi apoi un terminator,
10:55
which indicates that this is the end
of this gene, the next gene will start.
of this gene, the next gene will start.
222
643440
3600
care indică sfârşitul genei,
și începe următoarea genă.
și începe următoarea genă.
10:59
Now, promoters are not
simple on-off switches.
simple on-off switches.
223
647720
2896
Promotorii nu sunt simple
întrerupătoare pornit / oprit.
întrerupătoare pornit / oprit.
11:02
They normally require
a lot of fine-tuning,
a lot of fine-tuning,
224
650640
2696
În mod normal,
ei necesită multă calibrare,
ei necesită multă calibrare,
11:05
lots of things to be present and correct
before that gene is switched on.
before that gene is switched on.
225
653360
4040
multe lucruri trebuie să fie prezente şi
corecte, înainte ca gena să fie activată.
corecte, înainte ca gena să fie activată.
11:10
So what's typically done
in biotech studies
in biotech studies
226
658240
3056
Ce se face uzual în studiile biotehnice
11:13
is that we use an inducible promoter,
227
661320
1816
e că folosim un promotor inductibil,
11:15
we know how to switch it on.
228
663160
1576
pe care ştim cum să îl activăm.
11:16
We couple that to genes of interest
229
664760
2016
Îl ataşăm genelor care ne interesează,
11:18
and put that into a plant
and see how the plant responds.
and see how the plant responds.
230
666800
2680
le punem într-o plantă
şi urmărim răspunsul acesteia.
şi urmărim răspunsul acesteia.
11:22
In the study that I'm going
to talk to you about,
to talk to you about,
231
670120
2576
În studiul despre care voi vorbi,
11:24
my collaborators used
a drought-induced promoter,
a drought-induced promoter,
232
672720
2456
colegii mei au folosit
un promotor indus de secetă,
un promotor indus de secetă,
11:27
which we discovered
in a resurrection plant.
in a resurrection plant.
233
675200
2416
pe care l-am descoperit
într-o plantă care învie.
într-o plantă care învie.
11:29
The nice thing about this promoter
is that we do nothing.
is that we do nothing.
234
677640
3136
Interesant în cazul acestui promotor
e că noi nu facem nimic.
e că noi nu facem nimic.
11:32
The plant itself senses drought.
235
680800
2080
Planta simte seceta automat.
11:35
And we've used it to drive antioxidant
genes from resurrection plants.
genes from resurrection plants.
236
683600
5096
L-am folosit să stimulăm genele
antioxidante din plantele care învie.
antioxidante din plantele care învie.
11:40
Why antioxidant genes?
237
688720
1856
De ce genele antioxidante?
11:42
Well, all stresses,
particularly drought stress,
particularly drought stress,
238
690600
3056
Ei bine, toate solicitările,
în special seceta,
în special seceta,
11:45
results in the formation of free radicals,
239
693680
2296
provoacă formarea radicalilor liberi,
11:48
or reactive oxygen species,
240
696000
2336
sau specii reactive de oxigen,
11:50
which are highly damaging
and can cause crop death.
and can cause crop death.
241
698360
2720
care sunt foarte distructive
şi pot duce la moartea culturii.
şi pot duce la moartea culturii.
11:53
What antioxidants do is stop that damage.
242
701680
2600
Antioxidanţii opresc această distrugere.
11:57
So here's some data from a maize strain
that's very popularly used in Africa.
that's very popularly used in Africa.
243
705360
3896
Aici e un studiu privind un soi de porumb
care e foarte răspândit în Africa.
care e foarte răspândit în Africa.
12:01
To the left of the arrow
are plants without the genes,
are plants without the genes,
244
709280
3296
La stânga săgeţii
sunt plantele fără gene,
sunt plantele fără gene,
12:04
to the right --
245
712600
1256
la dreapta,
plantele cu gene antioxidante.
plantele cu gene antioxidante.
12:05
plants with the antioxidant genes.
246
713880
2056
12:07
After three weeks without watering,
247
715960
1816
După trei săptămâni fără apă,
12:09
the ones with the genes
do a hell of a lot better.
do a hell of a lot better.
248
717800
2480
cele cu genele o duc mult mai bine.
12:13
Now to the final approach.
249
721720
1336
Acum, abordarea finală.
12:15
My research has shown
that there's considerable similarity
that there's considerable similarity
250
723080
3536
Cercetările mele au arătat
că există asemănări considerabile
că există asemănări considerabile
12:18
in the mechanisms of desiccation tolerance
in seeds and resurrection plants.
in seeds and resurrection plants.
251
726640
4416
între mecanismele de rezistenţă la uscare
ale seminţelor şi ale plantelor ce învie.
ale seminţelor şi ale plantelor ce învie.
12:23
So I ask the question,
252
731080
1416
M-am întrebat dacă folosesc aceleași gene?
12:24
are they using the same genes?
253
732520
1440
12:26
Or slightly differently phrased,
254
734480
2256
Adică: plantele care învie folosesc genele
toleranței la desicare ale semințelor
toleranței la desicare ale semințelor
12:28
are resurrection plants using genes
evolved in seed desiccation tolerance
evolved in seed desiccation tolerance
255
736760
4496
pentru rădăcini şi frunze? Le-au realocat
același efect în rădăcini și frunze?
același efect în rădăcini și frunze?
12:33
in their roots and leaves?
256
741280
1256
12:34
Have they retasked these seed genes
257
742560
2056
12:36
in roots and leaves
of resurrection plants?
of resurrection plants?
258
744640
2040
12:39
And I answer that question,
259
747760
1856
Am găsit răspunsul în multiplele cercetări
efectuate de grupul meu,
efectuate de grupul meu,
12:41
as a consequence of a lot
of research from my group
of research from my group
260
749640
2416
12:44
and recent collaborations from a group
of Henk Hilhorst in the Netherlands,
of Henk Hilhorst in the Netherlands,
261
752080
3536
şi o colaborare recentă cu grupul
lui Henk Hillhorst din Olanda,
lui Henk Hillhorst din Olanda,
12:47
Mel Oliver in the United States
262
755640
1576
cu Mel Oliver din Statele Unite
şi Julia Buitink din Franţa.
şi Julia Buitink din Franţa.
12:49
and Julia Buitink in France.
263
757240
2600
12:51
The answer is yes,
264
759880
1416
Răspunsul este da,
12:53
that there is a core set of genes
that are involved in both.
that are involved in both.
265
761320
2856
există un nucleu de gene
implicate în ambele cazuri.
implicate în ambele cazuri.
12:56
And I'm going to illustrate this
very crudely for maize,
very crudely for maize,
266
764200
3416
Voi ilustra acest lucru
foarte simplist pentru porumb,
foarte simplist pentru porumb,
12:59
where the chromosomes below the off switch
267
767640
2416
unde cromozomii de sub întrerupător
13:02
represent all the genes that are required
for desiccation tolerance.
for desiccation tolerance.
268
770080
3575
reprezintă toate genele necesare
pentru rezistenţa la desicare.
pentru rezistenţa la desicare.
13:05
So as maize seeds dried out
at the end of their period of development,
at the end of their period of development,
269
773680
4256
La sfârşitul perioadei de dezvoltare,
pe măsură ce se usucă,
pe măsură ce se usucă,
13:09
they switch these genes on.
270
777960
1360
seminţele de porumb activează aceste gene.
13:12
Resurrection plants
switch on the same genes
switch on the same genes
271
780680
2896
Plantele care învie activează
aceleaşi gene atunci când se usucă.
aceleaşi gene atunci când se usucă.
13:15
when they dry out.
272
783600
1656
13:17
All modern crops, therefore,
273
785280
1776
Așadar, toate culturile moderne
au aceste gene în rădăcini şi frunze,
au aceste gene în rădăcini şi frunze,
13:19
have these genes
in their roots and leaves,
in their roots and leaves,
274
787080
2056
13:21
they just never switch them on.
275
789160
1736
doar că nu le activează niciodată.
13:22
They only switch them on in seed tissues.
276
790920
1960
Le activează doar în seminţe.
13:25
So what we're trying to do right now
277
793440
1736
Acum încercăm să înţelegem
semnalele celulare şi din mediu
semnalele celulare şi din mediu
13:27
is to understand the environmental
and cellular signals
and cellular signals
278
795200
2616
13:29
that switch on these genes
in resurrection plants,
in resurrection plants,
279
797840
2440
care activează aceste gene
în plantele care învie,
în plantele care învie,
ca să reproducem procesul la culturi.
13:33
to mimic the process in crops.
280
801280
1760
13:35
And just a final thought.
281
803680
1736
Ca un gând final:
13:37
What we're trying to do very rapidly
282
805440
2216
ce încercăm noi să facem foarte rapid
13:39
is to repeat what nature did
in the evolution of resurrection plants
in the evolution of resurrection plants
283
807680
3816
e să repetăm ce a făcut natura
în evoluţia plantelor care învie,
în evoluţia plantelor care învie,
13:43
some 10 to 40 million years ago.
284
811520
1840
acum cam 10 - 40 de milioane de ani.
13:46
My plants and I thank you
for your attention.
for your attention.
285
814160
2496
Eu şi plantele mele vă mulţumim
pentru atenție.
pentru atenție.
13:48
(Applause)
286
816680
6235
(Aplauze)
ABOUT THE SPEAKER
Jill Farrant - Professor of molecular and cell biologyJill 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.
Jill Farrant | Speaker | TED.com