Исследование учёных Университета Нотр-Дам, опубликованное в Nature: Communications Earth & Environment и выполненное при финансировании NASA, выявило устойчивую связь между спектральной отражательной способностью листьев и их генной экспрессией. В эксперименте под руководством Натана Свенсона из Gillen Исследовательского центра окружающей среды (UNDERC) измеряли отношение отражённого к падающему свету в видимой и ближней инфракрасной областях на поверхности листьев, а затем анализировали экспрессию генов в тех же образцах.
Образцы собирали у сахарного клёна и красного клёна в полевых точках UNDERC в северной части Висконсина и на Верхнем полуострове Мичигана. Генетическая работа была сосредоточена на генах, связанных с ответом на воду, засухой, фотосинтезом и взаимодействиями растение—вредитель или растение—патоген. Более чем для половины проанализированных генов команда обнаружила сильную корреляцию с определёнными длинами волн отражения: листья с высокой экспрессией конкретного гена имели схожую спектральную подпись.
Свенсон указывает, что такой результат может позволить предсказывать сотни или тысячи экологически важных генов по одной лишь отражательной способности. Для масштабирования подхода он ссылается на исследование 2024 года в PLOS Biology, где спутниковые снимки и ИИ использовали для создания карт видов для National Ecological Observatory Network. Совмещение карт видов с моделями отражения и экспрессии могло бы дать картирование активности генов по всему лесу с помощью самолётов, спутников или датчиков на International Space Station и позволить быстрый геномный скрининг стресса деревьев до развития критического состояния лесного здоровья.
- главные группы генов: ответ на воду
- засуха и фотосинтез
- взаимодействия с вредителями и патогенами
Сложные слова
- спектральный — Относящийся к распределению света по длинам волн.спектральной, спектральную
- отражательная способность — Способность поверхности отражать свет разной длины.отражательной способностью
- экспрессия — Процесс считывания и реализации генов в клетке.генной экспрессией, экспрессию, экспрессией
- корреляция — Статистическая связь между двумя показателями.корреляцию
- масштабирование — Увеличение области применения метода или данных.масштабирования
- спутниковый снимок — Фотография поверхности Земли из космоса.спутниковые снимки
- скрининг — Быстрая проверка на наличие проблем.
Подсказка: наведите, сфокусируйтесь или нажмите на выделенные слова, чтобы увидеть краткие определения прямо во время чтения или прослушивания.
Вопросы для обсуждения
- Какие преимущества и ограничения вы видите у метода предсказания активности генов по отражательной способности листьев?
- Как внедрение спутниковых снимков и ИИ для картирования генов может повлиять на охрану лесов и мониторинг их здоровья?
- Какие дополнительные данные или проверки потребуются, чтобы масштабировать этот подход на большие лесные территории?
Похожие статьи
Городские деревья и неравная польза для здоровья
Исследование показало, что плотность деревьев в районах в целом связана с более низкой аллостатической нагрузкой, но ожидаемая польза достаётся не всем группам населения. Учёные призывают сочетать озеленение с политикой против неравенства.
