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

Jill Farrant: Hogyan tudnak a növények víz nélkül is túlélni?

Filmed:
1,562,697 views

Ahogy a világ népessége nő, és a klímaváltozás hatása mind jobban érződik, egyre kevesebb termőföldről kell élelemmel ellátnunk egyre több embert. Jill Farrant molekuláris biológus egy ritka jelenséget tanulmányoz, ami segíthet a megoldásban: "újraéledő növények" - nagyon ellenálló növények, amik látszólag visszatérnek a halálból. Ezek jelenthetik vajon a megoldást a növekvő élelemigényre az egyre forróbb és szárazabb világunkban?
- 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 secrettitok to producingtermelő
extremelyrendkívüli módon drought-tolerantszárazságtűrő cropsnövények,
0
840
4216
Szerintem a különösen szárazságtűrő
növények termesztésének titka,
azoké, amelyek képesek lennének garantálni
a világ élelmiszer-biztonságát,
00:17
whichmelyik should go some way
to providinggondoskodás foodélelmiszer securityBiztonság in the worldvilág,
1
5080
3216
00:20
lieshazugságok in resurrectionfeltámadás plantsnövények,
2
8320
2696
az újraéledő növényekben rejlik.
00:23
picturedképen látható here, in an extremelyrendkívüli módon
droughteddroughted stateállapot.
3
11040
3136
Ezek itt, a képen,
különösen kiszáradt állapotban láthatóak.
00:26
You mightesetleg think
that these plantsnövények look deadhalott,
4
14200
2856
Az gondolhatják,
hogy ezek a növények halottnak tűnnek.
00:29
but they're not.
5
17080
1296
de nem.
00:30
Give them watervíz,
6
18400
1456
Adjunk nekik vizet,
00:31
and they will resurrectfeltámad, greenzöld up,
startRajt growingnövekvő, in 12 to 48 hoursórák.
7
19880
5440
és újraélednek, kizöldülnek,
és 12-48 órán belül elkezdenek növekedni.
00:38
Now, why would I suggestjavasol
8
26320
1296
Tehát, miért javaslom azt,
00:39
that producingtermelő drought-tolerantszárazságtűrő cropsnövények
will go towardsfelé providinggondoskodás foodélelmiszer securityBiztonság?
9
27640
4440
hogy szárazságtűrő növényekkel próbáljunk
gondoskodni az élelmiszer-biztonságról?
00:45
Well, the currentjelenlegi worldvilág populationnépesség
is around 7 billionmilliárd, ezermillió.
10
33040
3896
Nos, jelenleg a világ népessége
7 milliárd fő körül van.
00:48
And it's estimatedbecsült that by 2050,
11
36960
2496
És a 2050-re szóló becslések szerint
00:51
we'lljól be betweenközött 9 and 10 billionmilliárd, ezermillió people,
12
39480
2696
9-10 milliárdan leszünk.
00:54
with the bulktömeg of this growthnövekedés
happeningesemény in AfricaAfrika.
13
42200
2880
A növekedés nagy része Afrikában
fog bekövetkezni.
00:57
The foodélelmiszer and agriculturalmezőgazdasági
organizationsszervezetek of the worldvilág
14
45880
2456
A világ élelmiszer és
mezőgazdasági szervezetei
01:00
have suggestedjavasolt that we need
a 70 percentszázalék increasenövekedés
15
48360
3136
az javasolták, hogy 70%-al növeljük
01:03
in currentjelenlegi agriculturalmezőgazdasági practicegyakorlat
16
51520
2176
a jelenlegi mezőgazdasági termelést
01:05
to meettalálkozik that demandigény.
17
53720
1240
az igények kielégítésére.
01:07
GivenAdott that plantsnövények
are at the basebázis of the foodélelmiszer chainlánc,
18
55720
2696
Tekintettel arra, hogy az élelmiszerlánc
alapja a növények,
01:10
mosta legtöbb of that's going
to have to come from plantsnövények.
19
58440
2320
minden a növényektől függ.
01:13
That percentageszázalék of 70 percentszázalék
20
61360
2696
Ez a 70%-os növekedés nem veszi figyelembe
01:16
does not take into considerationmegfontolás
the potentiallehetséges effectshatások of climateéghajlat changeváltozás.
21
64080
4216
a klímaváltozás lehetséges hatását.
01:20
This is takentett from a studytanulmány by DaiDai
publishedközzétett in 2011,
22
68320
4240
Dai egyik 2011-ben közölt tanulmányában
01:25
where he tookvett into considerationmegfontolás
23
73240
1936
figyelembe vette és bemutatta
01:27
all the potentiallehetséges effectshatások
of climateéghajlat changeváltozás
24
75200
2376
az összes lehetségeset,
01:29
and expressedkifejezett them --
amongstközött other things --
25
77600
2136
így - egyebek mellett - az esők hiánya
01:31
increasedmegnövekedett aridityhanyatlásuk dueesedékes to lackhiány of raineső
or infrequentritka raineső.
26
79760
4616
vagy nem kellő mennyisége
hatására kialakuló fokozott szárazságot.
01:36
The areasnak in redpiros shownLátható here,
27
84400
1776
A vörössel jelzett területek,
01:38
are areasnak that untilamíg recentlymostanában
28
86200
2056
olyan területek, amelyek a közelmúltig
01:40
have been very successfullysikeresen
used for agriculturemezőgazdaság,
29
88280
3176
nagyon sikeres mezőgazdasági
tevékenységet folytattak,
01:43
but cannotnem tud anymoretöbbé
because of lackhiány of rainfallcsapadék.
30
91480
2400
de fel kellett hagyniuk vele
az eső hiánya miatt.
01:46
This is the situationhelyzet
that's predictedjósolt to happentörténik in 2050.
31
94640
2920
2050-re várhatóan ilyen lesz a helyzet.
01:50
Much of AfricaAfrika,
in facttény, much of the worldvilág,
32
98840
2176
Afrika, de valójában a világ nagy része
01:53
is going to be in troublebaj.
33
101040
1896
bajban lesz.
01:54
We're going to have to think of some
very smartOkos waysmódokon of producingtermelő foodélelmiszer.
34
102960
3656
Ki kell, hogy találjunk pár jó módszert
az élelmiszerek termelésére,
01:58
And preferablyelőnyösen amongközött them,
some drought-tolerantszárazságtűrő cropsnövények.
35
106640
3296
leginkább a szárazságtűrő növényekére.
02:01
The other thing
to rememberemlékezik about AfricaAfrika is
36
109960
2056
Nem szabad elfelejtenünk, hogy Afrika,
02:04
that mosta legtöbb of theirazok agriculturemezőgazdaság is rainfedtelepülésszerkezetből.
37
112040
2800
termőföldjeinek nagy része
az esőtől függ.
02:08
Now, makinggyártás drought-tolerantszárazságtűrő cropsnövények
is not the easiestlegegyszerűbb thing in the worldvilág.
38
116080
3456
Szárazságtűrő növényeket alkotni
nem a legegyszerűbb dolog a világon.
02:11
And the reasonok for this is watervíz.
39
119560
2416
Ennek az oka a víz.
02:14
WaterVíz is essentialalapvető to life on this planetbolygó.
40
122000
3136
A víz nélkülözhetetlen az élethez
ezen a bolygón.
02:17
All livingélő, activelyaktívan
metabolizinganyagcsere organismsszervezetek,
41
125160
4135
Az összes élő,
anyagcserét folytató élőlény,
02:21
from microbesmikrobák to you and I,
42
129320
2056
a mikrobáktól az emberig,
02:23
are comprisedáll predominatelytúlnyomórészt of watervíz.
43
131400
2336
túlnyomórészt vízből áll.
02:25
All life reactionsreakciók happentörténik in watervíz.
44
133760
2536
Minden élethez köthető reakció
vízben történik.
02:28
And lossveszteség of a smallkicsi amountösszeg
of watervíz resultstalálatok in deathhalál.
45
136320
3016
És már kis mennyiségű víz elvesztése is
halálhoz vezet.
02:31
You and I are 65 percentszázalék watervíz --
46
139360
2056
Testünk 65%-a víz --
02:33
we loseelveszít one percentszázalék of that, we diemeghal.
47
141440
1720
ha elveszítjük 1%-át, meghalunk.
02:35
But we can make behavioralviselkedési
changesváltoztatások to avoidelkerül that.
48
143840
2720
De tudunk úgy cselekedni,
hogy ezt elkerüljük.
02:39
PlantsNövények can't.
49
147920
1576
A növények nem.
02:41
They're stuckmegragadt in the groundtalaj.
50
149520
1616
Ők a földhöz vannak kötve.
02:43
And so in the first instancepélda they have
a little bitbit more watervíz than us,
51
151160
3376
Ezért először is, egy kicsit több víz
van bennük, mint bennünk,
02:46
about 95 percentszázalék watervíz,
52
154560
1256
körülbelül 95%,
02:47
and they can loseelveszít
a little bitbit more than us,
53
155840
2096
és kicsit többet
veszíthetnek belőle nálunk,
02:49
like 10 to about 70 percentszázalék,
dependingattól on the speciesfaj,
54
157960
2960
olyan 10-70%-ot, attól függően,
milyen fajról van szó,
02:54
but for shortrövid periodsidőszakok only.
55
162000
1360
de csak egy rövid ideig.
02:56
MostA legtöbb of them will eitherbármelyik try
to resistellenáll or avoidelkerül watervíz lossveszteség.
56
164680
4176
A legtöbbjük megpróbál ellenállni,
vagy elkerülni a vízveszteséget.
03:00
So extremeszélső examplespéldák of resistorsellenállások
can be foundtalál in succulentspozsgás növények.
57
168880
3936
Extrém példa az ellenállókra a pozsgások.
03:04
They tendhajlamosak to be smallkicsi, very attractivevonzó,
58
172840
2816
Általában kicsik, nagyon vonzóak,
03:07
but they holdtart onto-ra theirazok watervíz
at suchilyen great costköltség
59
175680
2736
de hatalmas árat fizetnek
a vízmegtartó képességükért:
03:10
that they grow extremelyrendkívüli módon slowlylassan.
60
178440
2000
rendkívül lassan növekednek.
03:13
ExamplesPéldák of avoidanceelkerülése of watervíz lossveszteség
are foundtalál in treesfák and shrubscserjék.
61
181440
4576
A vízveszteség elkerülésére jó példákat
találunk a fáknál és cserjéknél.
03:18
They sendelküld down very deepmély rootsgyökerek,
62
186040
1576
Gyökereiket nagyon mélyre fúrják,
03:19
mineenyém subterraneanföld alatti watervíz supplieskészletek
63
187640
1696
megcsapolják a talajvíz-készletet,
03:21
and just keep flushingkipirulás
it throughkeresztül them at all timesalkalommal,
64
189360
2456
és folyamatosan biztosítják
vízellátásukat,
03:23
keepingtartás themselvesmaguk hydratedhidratált.
65
191840
1856
és vízzel telítve tartják magukat.
03:25
The one on the right is calledhívott a baobabBaobab.
66
193720
1976
A jobb oldali növény a majomkenyérfa.
03:27
It's alsois calledhívott the upside-downfejjel lefelé treefa,
67
195720
2056
Amit felfordított fának is neveznek,
03:29
simplyegyszerűen because the proportionarány
of rootsgyökerek to shootshajtások is so great
68
197800
3776
egyszerűen azért, mivel a gyökerek aránya
olyan nagy a lombkoronához képest,
03:33
that it looksúgy néz ki, like the treefa
has been plantedbeültetett upsidefejjel down.
69
201600
2696
hogy úgy tűnik,
mintha fejjel lefelé ültették volna el.
03:36
And of coursetanfolyam the rootsgyökerek are requiredkívánt
for hydrationfolyadékpótlás of that plantnövény.
70
204320
3240
Természetesen ezek a gyökerek
a fa vízellátása miatt szükségesek.
03:40
And probablyvalószínűleg the mosta legtöbb commonközös strategystratégia
of avoidanceelkerülése is foundtalál in annualsegynyári.
71
208760
4520
Talán a legismertebb példa a vízhiány
elleni védekezésre az egynyári növényeké.
03:45
AnnualsEgynyári make up the bulktömeg
of our plantnövény foodélelmiszer supplieskészletek.
72
213840
3176
Az egynyári növények teszik ki
élelmünk nagy részét.
Például ahol élek, a nyugati partvidéken,
03:49
Up the westnyugati coasttengerpart of my countryország,
73
217040
1696
03:50
for much of the yearév
you don't see much vegetationnövényzet growthnövekedés.
74
218760
3536
az év nagy részében nem látni
nagy növekedést a vegetációban.
03:54
But come the springtavaszi rainsesők, you get this:
75
222320
2656
De ha eljönnek a tavaszi esők, ezt lájuk:
03:57
floweringvirágzás of the desertsivatag.
76
225000
1240
kivirágzik a sivatag.
03:59
The strategystratégia in annualsegynyári,
77
227000
1856
Az egynyári növények stratégiája,
04:00
is to grow only in the rainyesős seasonévad.
78
228880
2360
hogy csak az esős évszakban nőnek.
04:03
At the endvég of that seasonévad
they producegyárt a seedmag,
79
231960
2296
Az évszak végén magot hoznak,
04:06
whichmelyik is dryszáraz, eightnyolc to 10 percentszázalék watervíz,
80
234280
2816
ami száraz, 8-10% víztartalmú,
04:09
but very much aliveélő.
81
237120
1656
de nagyon is él.
04:10
And anything that is
that dryszáraz and still aliveélő,
82
238800
2896
Ami ennyire száraz és mégis él,
04:13
we call desiccation-tolerantkiszáradás-toleráns.
83
241720
1480
azt kiszáradástűrőnek mondjuk.
04:15
In the desiccatedfolyómederben száradt ki stateállapot,
84
243840
1416
Kiszáradt állapotban
04:17
what seedsmagok can do
is liefekszik in extremesszélsőségek of environmentkörnyezet
85
245280
2656
a magok szélsőséges környezetben is
hosszú ideig
04:19
for prolongedhosszan tartó periodsidőszakok of time.
86
247960
1656
életben tudnak maradni.
04:21
The nextkövetkező time the rainyesős seasonévad comesjön,
87
249640
2216
Amikor a legközelebbi esős évszak jön,
04:23
they germinatecsírázni and grow,
88
251880
1496
kicsíráznak és elkezdenek nőni,
04:25
and the wholeegész cycleciklus just startskezdődik again.
89
253400
1880
majd az egész körfolyamat újrakezdődik.
04:28
It's widelyszéles körben believedvéljük that the evolutionevolúció
of desiccation-tolerantkiszáradás-toleráns seedsmagok
90
256120
4056
Sokan gondolják úgy, hogy a kiszáradás-
tűrő magok kialakulása tette lehetővé
04:32
allowedengedélyezett the colonizationgyarmatosítás and the radiationsugárzás
91
260200
2176
az egynyári és zárvatermő növények számára
04:34
of floweringvirágzás plantsnövények,
or angiospermszárvatermők, onto-ra landföld.
92
262400
3520
a szárazföld meghódítását és
elterjedésüket a világban.
04:38
But back to annualsegynyári
as our majorJelentősebb formforma of foodélelmiszer supplieskészletek.
93
266960
3160
De vissza az egynyáriakhoz, mint
a fő élelemforrásunkhoz.
04:42
WheatBúza, ricerizs and maizekukorica formforma 95 percentszázalék
of our plantnövény foodélelmiszer supplieskészletek.
94
270800
4720
A búza, a rizs és a kukorica 95%-át adják
a növényi élelmiszer-készleteinknek.
04:48
And it's been a great strategystratégia
95
276480
1536
Ez egy jó stratégia volt,
04:50
because in a shortrövid spacehely of time
you can producegyárt a lot of seedmag.
96
278040
3176
mivel rövid idő alatt lehet
előállítani sok magot.
04:53
SeedsMagok are energy-richenergiában gazdag
so there's a lot of foodélelmiszer calorieskalória,
97
281240
2620
A magok energiában gazdagok,
ezért sok bennük a kalória,
04:55
you can storebolt it in timesalkalommal of plentybőven
for timesalkalommal of famineéhínség,
98
283884
3920
sokáig lehet tárolni őket,
felkészülve az éhínség időszakára.
05:00
but there's a downsidehátránya.
99
288480
1240
De van egy hátrányuk:
05:02
The vegetativevegetatív tissuesszövetek,
100
290560
1376
A vegetatív szövetek
05:03
the rootsgyökerek and leaveslevelek of annualsegynyári,
101
291960
2176
az egynyáriak gyökere és levelei
05:06
do not have much
102
294160
1256
nem nagyon képesek
05:07
by way of inherentvelejáró resistanceellenállás,
avoidanceelkerülése or tolerancetolerancia characteristicsjellemzők.
103
295440
4096
például az állandó ellenállásra,
szárazság elkerülésére vagy tolerálásra.
Egyszerűen nincs rá szükségük.
05:11
They just don't need them.
104
299560
1296
05:12
They grow in the rainyesős seasonévad
105
300880
1416
Az esős évszakban nőnek,
05:14
and they'veők már got a seedmag
to help them survivetúlélni the restpihenés of the yearév.
106
302320
3376
és van magjuk, ami segíti a túlélésüket
az év további időszakaiban.
05:17
And so despiteannak ellenére concertedösszehangolt
effortserőfeszítések in agriculturemezőgazdaság
107
305720
2696
Ezért minden igyekezetünk ellenére,
hogy olyan növényeket
05:20
to make cropsnövények with improvedjavított propertiestulajdonságok
108
308440
2536
neveljünk, amelyek jobb ellenállással,
elkerüléssel és toleranciával
rendelkeznek --
05:23
of resistanceellenállás, avoidanceelkerülése and tolerancetolerancia --
109
311000
2176
különösen ellenállással és elkerüléssel,
05:25
particularlykülönösen resistanceellenállás and avoidanceelkerülése
110
313200
1896
05:27
because we'vevoltunk had good modelsmodellek
to understandmegért how those work --
111
315120
2896
mivel jó modelljeink vannak a folyamatok
és a működésük megértéséhez --
05:30
we still get imagesképek like this.
112
318040
2336
még mindig ilyen képeket láthatunk.
05:32
MaizeKukorica cropVág in AfricaAfrika,
113
320400
1456
Kukorica Afrikában,
05:33
two weekshetes withoutnélkül raineső
114
321880
1416
két hét eső nélkül
05:35
and it's deadhalott.
115
323320
1200
és elpusztul.
05:37
There is a solutionmegoldás:
116
325560
1240
A megoldás:
05:39
resurrectionfeltámadás plantsnövények.
117
327520
1240
újraéledő növények.
05:41
These plantsnövények can loseelveszít 95 percentszázalék
of theirazok cellularsejtes watervíz,
118
329320
3776
Ezek képesek arra, hogy elveszítsék 95%-át
sejtjeik víztartalmának,
05:45
remainmarad in a dryszáraz, dead-likeHolt-szerű stateállapot
for monthshónap to yearsévek,
119
333120
3856
kiszáradt, múmiaszerű állapotban maradnak
hónapokig vagy évekig,
05:49
and give them watervíz,
120
337000
1736
majd ha vizet adunk nekik,
05:50
they greenzöld up and startRajt growingnövekvő again.
121
338760
1880
kizöldülnek és újra nőni kezdenek.
05:53
Like seedsmagok, these are
desiccation-tolerantkiszáradás-toleráns.
122
341560
3296
Ezek a növények kiszáradástűrők,
akárcsak a magok,
05:56
Like seedsmagok, these can withstandellenáll extremesszélsőségek
of environmentalkörnyezeti conditionskörülmények.
123
344880
4120
A magokhoz hasonlóan képesek ellenállni
szélsőséges környezeti feltételeknek.
06:01
And this is a really rareritka phenomenonjelenség.
124
349760
2016
És ez egy nagyon ritka jelenség.
06:03
There are only 135 floweringvirágzás
plantnövény speciesfaj that can do this.
125
351800
4376
Összesen 135 virágos növényfajt
ismerünk, ami képes rá.
06:08
I'm going to showelőadás you a videovideó-
126
356200
1416
Egy videón bemutatom
06:09
of the resurrectionfeltámadás processfolyamat
of these threehárom speciesfaj
127
357640
2616
az újraéledés folyamatát három fajnál,
06:12
in that ordersorrend.
128
360280
1216
ebben a sorrendben.
06:13
And at the bottomalsó,
129
361520
1256
Az alján
06:14
there's a time axistengely
so you can see how quicklygyorsan it happensmegtörténik.
130
362800
2736
olvasható az idő, így látszik
mennyire gyors a folyamat.
06:56
(ApplauseTaps)
131
404160
2040
(Taps)
07:02
Prettycsinos amazingelképesztő, huh?
132
410240
1536
Elképesztő, ugye?
07:03
So I've spentköltött the last 21 yearsévek
tryingmegpróbálja to understandmegért how they do this.
133
411800
4216
Nos az elmúlt 21 évemet azzal töltöttem,
hogy megértsem, hogyan működik ez.
Hogy tudnak kiszáradni a növények anélkül,
hogy elpusztulnának?
07:08
How do these plantsnövények dryszáraz withoutnélkül dyinghaldoklik?
134
416040
2400
07:11
And I work on a varietyfajta
of differentkülönböző resurrectionfeltámadás plantsnövények,
135
419080
2776
Különböző újraéledő növénnyel dolgoztam,
07:13
shownLátható here in the hydratedhidratált and dryszáraz statesÁllamok,
136
421880
2416
-- itt láthatóak nedves
és száraz állapotban --,
07:16
for a numberszám of reasonsokok.
137
424320
1456
több ok miatt is.
Egyik ok, hogy mind mintául szolgálhat
azon haszonnövényeknek,
07:17
One of them is that eachminden egyes
of these plantsnövények servesszolgálja as a modelmodell
138
425800
2856
07:20
for a cropVág that I'd like
to make drought-tolerantszárazságtűrő.
139
428680
2376
amelyeket szárazságtűrővé akarunk tenni.
07:23
So on the extremeszélső topfelső left,
for examplepélda, is a grass,
140
431080
2936
A bal felső sarokban például
egy fűfélét látunk,
07:26
it's calledhívott EragrostisEragrostis nindensisnindensis,
141
434040
2256
amit Eragrostis nindensis néven ismerünk,
07:28
it's got a closeBezárás relativerelatív
calledhívott EragrostisEragrostis tefTEF --
142
436320
2376
közeli rokonságban áll
az Eragrostis tef-fel --
07:30
a lot of you mightesetleg know it as "teffteff" --
143
438720
2016
sokan "teff" néven ismerhetik --
07:32
it's a staplelegfontosabb foodélelmiszer in EthiopiaEtiópia,
144
440760
1736
ami Etiópia legfontosabb élelme,
07:34
it's gluten-freegluténmentes,
145
442520
1256
és gluténmentes,
07:35
and it's something we would like
to make drought-tolerantszárazságtűrő.
146
443800
3016
és ez az egyik, amit szeretnénk
szárazságtűrővé tenni.
07:38
The other reasonok for looking
at a numberszám of plantsnövények,
147
446840
2416
A másik ok, amiért
számos növényt megvizsgáltam
07:41
is that, at leastlegkevésbé initiallyalapvetően,
148
449280
1376
- legalábbis kezdetben -
07:42
I wanted to find out:
do they do the sameazonos thing?
149
450680
2256
hogy tudni akartam:
mind ugyanúgy csinálja?
Mind ugyanazt a mechanizmust használják,
07:44
Do they all use the sameazonos mechanismsmechanizmusok
150
452960
1696
hogy elveszítve víztartalmukat mégis
életben maradjanak?
07:46
to be ableképes to loseelveszít
all that watervíz and not diemeghal?
151
454680
2576
07:49
So I undertookkötelezettséget vállalt what we call
a systemsrendszerek biologybiológia approachmegközelítés
152
457280
2696
Belevágtam a rendszer-biológiai
megközelítésbe,
07:52
in ordersorrend to get
a comprehensiveátfogó understandingmegértés
153
460000
2176
hogy átfogó képet kapjak
07:54
of desiccationkiszáradás tolerancetolerancia,
154
462200
2016
a kiszáradás-tűrésről.
Ebben mindent vizsgálunk,
07:56
in whichmelyik we look at everything
155
464240
1456
07:57
from the molecularmolekuláris to the wholeegész plantnövény,
ecophysiologicalecophysiological levelszint.
156
465720
2912
a molekulától a teljes növényig,
ökológiai szintig.
08:00
For examplepélda we look at things like
157
468657
1634
Például, olyan dolgokat,
hogy miként változik
a kiszáradt növények anatómiája,
08:02
changesváltoztatások in the plantnövény anatomyanatómia
as they driedszárított out
158
470316
2197
08:04
and theirazok ultrastructureultrastruktúrája.
159
472537
1239
ultrastruktúrája.
08:05
We look at the transcriptometranscriptome,
whichmelyik is just a termkifejezés for a technologytechnológia
160
473800
3176
Megvizsgáltuk a transzkriptómákat,
ami azt technológiát jelenti,
hogy megkeressük azokat a géneket,
08:09
in whichmelyik we look at the genesgének
161
477000
1416
08:10
that are switchedkapcsolva on or off,
in responseválasz to dryingszárítás.
162
478440
2416
melyek ki- vagy bekapcsolnak
a kiszáradás hatására.
08:12
MostA legtöbb genesgének will codekód for proteinsfehérjék,
so we look at the proteomeProteome.
163
480880
3216
A legtöbb gén fehérjéket kódol,
így fehérjekészletet elemeztük.
08:16
What are the proteinsfehérjék madekészült
in responseválasz to dryingszárítás?
164
484120
2400
Melyik fehérjék felelősek
a szárazságtűrésért?
08:19
Some proteinsfehérjék would codekód for enzymesenzimek
whichmelyik make metabolitesmetabolitok,
165
487480
3896
Néhány fehérje enzimeket kódol, melyek
anyagcsere-termékeket állítanak elő,
08:23
so we look at the metabolomemetabolome.
166
491400
1576
ezért vizsgáltuk e termékeket.
08:25
Now, this is importantfontos
because plantsnövények are stuckmegragadt in the groundtalaj.
167
493000
3296
Ez azért fontos, mivel a növények
a földhöz kötötten élnek.
08:28
They use what I call
a highlymagasan tunedhangolt chemicalkémiai arsenalArsenal
168
496320
4096
Nagyon finoman hangolt
kémiai fegyvertárat használnak,
08:32
to protectvéd themselvesmaguk from all
the stresseshangsúlyozza of theirazok environmentkörnyezet.
169
500440
3416
hogy megvédjék magukat
a káros környezeti hatásoktól.
08:35
So it's importantfontos that we look
170
503880
1496
Szintén fontos, hogy vizsgáltuk
08:37
at the chemicalkémiai changesváltoztatások
involvedrészt in dryingszárítás.
171
505400
2440
a kiszáradás okozta kémiai változásokat.
08:40
And at the last studytanulmány
that we do at the molecularmolekuláris levelszint,
172
508520
2656
Az utolsó kutatásunkat
molekuláris szinten végezzük:
08:43
we look at the lipidomelipidome --
173
511200
1256
a lipideket vizsgáljuk,
08:44
the lipidlipid changesváltoztatások in responseválasz to dryingszárítás.
174
512480
2055
amik változnak a kiszáradás hatására.
08:46
And that's alsois importantfontos
175
514559
1257
Ez szintén fontos,
08:47
because all biologicalbiológiai membranesmembránok
are madekészült of lipidslipidek.
176
515840
2815
mivel az összes biológiai membrán
lipidekből épül fel.
08:50
They're heldtartotta as membranesmembránok
because they're in watervíz.
177
518679
2577
Ők tartják össze a membránt,
mivel vízben vannak.
08:53
Take away the watervíz,
those membranesmembránok fallesik aparteltekintve.
178
521280
2240
Ha elvesszük a vizet,
e membránok szétesnek.
08:56
LipidsLipidek alsois acttörvény as signalsjelek
to turnfordulat on genesgének.
179
524240
3040
A lipidek a gének
bekapcsoló jeleként is működnek.
09:00
Then we use physiologicalélettani
and biochemicalbiokémiai studiestanulmányok
180
528200
2696
Aztán fiziológiai és biokémiai
kutatásokat végzünk,
09:02
to try and understandmegért
the functionfunkció of the putativevélt protectantsprotectants
181
530920
3216
hogy megpróbáljuk megérteni
a feltételezett védőanyagok működését,
09:06
that we'vevoltunk actuallytulajdonképpen discoveredfelfedezett
in our other studiestanulmányok.
182
534160
2936
amiket már más kutatásokban felfedeztünk.
09:09
And then use all of that
to try and understandmegért
183
537120
2176
Ezután e tudással megpróbáljuk megérteni,
09:11
how the plantnövény copesmegbirkózik
with its naturaltermészetes environmentkörnyezet.
184
539320
2320
hogyan alkalmazkodnak a növények
természetes élőhelyükön.
09:15
I've always had the philosophyfilozófia that
I neededszükséges a comprehensiveátfogó understandingmegértés
185
543480
4336
Mindig az volt a filozófiám,
hogy átfogóan kell megérteni
09:19
of the mechanismsmechanizmusok of desiccationkiszáradás tolerancetolerancia
186
547840
2256
a szárazságtűrés működését ahhoz,
09:22
in ordersorrend to make a meaningfuljelentőségteljes suggestionjavaslat
for a bioticbiotikus applicationAlkalmazás.
187
550120
3840
hogy hasznos tanácsokat tudjunk adni
a biomérnökök munkájához.
09:27
I'm sure some of you are thinkinggondolkodás,
188
555000
1656
Most biztosan azt gondolják:
09:28
"By bioticbiotikus applicationAlkalmazás,
189
556680
1256
"Biomérnöki munkák,
09:29
does she mean she's going to make
geneticallygenetikailag modifiedmódosított cropsnövények?"
190
557960
2920
ez azt jelenti,
hogy génmódosított növények?"
09:34
And the answerválasz to that questionkérdés is:
191
562240
1696
A válasz erre a kérdésre:
09:35
dependsattól függ on your definitionmeghatározás
of geneticgenetikai modificationmódosítás.
192
563960
2381
Attól függ, hogy mit nevezünk
génmódosításnak.
09:39
All of the cropsnövények that we eateszik todayMa,
wheatbúza, ricerizs and maizekukorica,
193
567200
2816
Az összes növény, amit manapság eszünk,
búza, rizs és kukorica,
09:42
are highlymagasan geneticallygenetikailag modifiedmódosított
from theirazok ancestorselődök,
194
570040
3216
genetikailag nagy mértékben
eltérnek az őseiktől,
09:45
but we don't considerfontolgat them GMGM
195
573280
1976
de nem tekinthetők génmódosítottnak,
09:47
because they're beinglény producedelőállított
by conventionalhagyományos breedingtenyésztés.
196
575280
2640
mivel hagyományos nemesítéssel készültek.
09:50
If you mean, am I going to put
resurrectionfeltámadás plantnövény genesgének into cropsnövények,
197
578880
3776
Ha úgy értik, hogy újraéledő
növényi géneket rakok a növényekbe,
09:54
your answerválasz is yes.
198
582680
1296
akkor a válasz igen.
09:56
In the essencelényeg of time,
we have triedmegpróbálta that approachmegközelítés.
199
584000
3136
Korábban már próbálkoztunk
ezzel a megközelítéssel.
09:59
More appropriatelymegfelelő,
some of my collaboratorsegyüttműködők at UCTUCT,
200
587160
2856
Pontosabban, néhány kollégám
a Cape Town Egyetemen,
10:02
JenniferJennifer ThomsonThomson, SuhailLaura RafudeenRafudeen,
201
590040
1936
Jennifer Thomson, Suhail Rafudeen,
10:04
have spearheadedszorgalmazták that approachmegközelítés
202
592000
1616
kiválóak e megközelítésben.
10:05
and I'm going to showelőadás you some dataadat soonhamar.
203
593640
1953
Nemsokára mutatok néhány adatot erről.
10:09
But we're about to embarkcsatlakozzanak
uponesetén an extremelyrendkívüli módon ambitiousambiciózus approachmegközelítés,
204
597200
4016
De bele akarunk kezdeni
egy nagyra törő kutatásba,
10:13
in whichmelyik we aimcél to turnfordulat on
wholeegész suiteslakosztályok of genesgének
205
601240
3456
amely be akar kapcsolni
egy teljes sorozat gént,
10:16
that are alreadymár presentajándék in everyminden cropVág.
206
604720
2696
melyek minden növényben megtalálhatóak.
10:19
They're just never turnedfordult on
underalatt extremeszélső droughtaszály conditionskörülmények.
207
607440
2905
Csak ezek egyszerűen nem kapcsolódtak be
nagyon száraz időben.
10:22
I leaveszabadság it up to you to decidedöntsd el
208
610800
1456
Döntsék el önök,
10:24
whetherakár those should be calledhívott GMGM or not.
209
612280
1953
hogy ez génmódosítás-e vagy sem.
10:27
I'm going to now just give you
some of the dataadat from that first approachmegközelítés.
210
615560
3456
Mutatok néhány adatot,
az első megközelítésből.
10:31
And in ordersorrend to do that
211
619040
1256
Ehhez viszont pár dolgot
10:32
I have to explainmegmagyarázni a little bitbit
about how genesgének work.
212
620320
2656
el kell mondanom arról,
hogyan működnek a gének.
10:35
So you probablyvalószínűleg all know
213
623000
1256
Gondolom, mindenki tudja,
10:36
that genesgének are madekészült
of double-strandedkettős szálú DNADNS.
214
624280
2056
a gének a kettős DNS-szálból épülnek fel.
10:38
It's woundseb very tightlyszorosan into chromosomeskromoszómák
215
626360
1936
Ezek építik fel a kromoszómákat,
10:40
that are presentajándék in everyminden cellsejt
of your bodytest or in a plant'snövény bodytest.
216
628320
3160
amelyek minden emberi
vagy növényi sejtben benne vannak.
10:44
If you unwindLazítson that DNADNS, you get genesgének.
217
632080
3080
Ha legombolyítjuk a DNS-t,
akkor géneket kapunk.
10:47
And eachminden egyes genegén has a promotera szervező,
218
635840
2456
Minden génnek van egy
indító (promóter) szakasza,
10:50
whichmelyik is just an on-offa be-és kikapcsolása switchkapcsoló,
219
638320
2376
ami csak egy be/ki kapcsoló
10:52
the genegén codingkódolás regionvidék,
220
640720
1416
a gén kódterületén,
10:54
and then a terminatorTerminátor,
221
642160
1256
és egy záró (terminátor) szakasza,
10:55
whichmelyik indicatesazt jelzi that this is the endvég
of this genegén, the nextkövetkező genegén will startRajt.
222
643440
3600
amely jelzi, hogy itt a vége
a génnek és kezdődik a következő.
10:59
Now, promotersTámogatók are not
simpleegyszerű on-offa be-és kikapcsolása switcheskapcsolók.
223
647720
2896
De a promóterek
nem egyszerű be/ki kapcsolók.
11:02
They normallynormális esetben requirekíván
a lot of fine-tuningFinomhangolás,
224
650640
2696
Sok finomhangolást igényelnek,
11:05
lots of things to be presentajándék and correcthelyes
before that genegén is switchedkapcsolva on.
225
653360
4040
sok dolognak kell pontosan a helyén
lennie, mielőtt a gén bekapcsolódik.
11:10
So what's typicallyjellemzően doneKész
in biotechbiotech studiestanulmányok
226
658240
3056
A biotechnológiai kutatásban többnyire
11:13
is that we use an inducibleindukálható promotera szervező,
227
661320
1816
gerjeszthető promótert használnak,
11:15
we know how to switchkapcsoló it on.
228
663160
1576
aminek ismert a bekapcsolása.
11:16
We couplepárosít that to genesgének of interestérdeklődés
229
664760
2016
Van pár érdekes génünk, amiket beteszünk
11:18
and put that into a plantnövény
and see how the plantnövény respondsválaszol.
230
666800
2680
a növényekbe, és azt vizsgáljuk,
hogyan reagálnak rá.
11:22
In the studytanulmány that I'm going
to talk to you about,
231
670120
2576
A kutatásban, amiről beszélni akarok,
kollégáim szárazság hatására kapcsoló
promótert használnak,
11:24
my collaboratorsegyüttműködők used
a drought-inducedaszály által előidézett promotera szervező,
232
672720
2456
11:27
whichmelyik we discoveredfelfedezett
in a resurrectionfeltámadás plantnövény.
233
675200
2416
amiket mi az újraéledő
növényekben fedeztünk fel.
11:29
The niceszép thing about this promotera szervező
is that we do nothing.
234
677640
3136
A legjobb ezekben a promóterekben,
hogy semmit sem kell tennünk.
11:32
The plantnövény itselfmaga sensesérzékek droughtaszály.
235
680800
2080
A növény maga észleli a szárazságot.
11:35
And we'vevoltunk used it to drivehajtás antioxidantantioxidáns
genesgének from resurrectionfeltámadás plantsnövények.
236
683600
5096
Arra használjuk őket, hogy antioxidáns
géneket vigyünk át újraéledő növényekből.
11:40
Why antioxidantantioxidáns genesgének?
237
688720
1856
Miért antioxidáns géneket?
11:42
Well, all stresseshangsúlyozza,
particularlykülönösen droughtaszály stressfeszültség,
238
690600
3056
Minden stressz,
különösen a szárazságstressz,
11:45
resultstalálatok in the formationképződés of freeingyenes radicalsgyökök,
239
693680
2296
szabad gyökök, vagy reaktív oxigén
11:48
or reactivereaktív oxygenoxigén speciesfaj,
240
696000
2336
képződését eredményezi,
11:50
whichmelyik are highlymagasan damagingkáros
and can causeok cropVág deathhalál.
241
698360
2720
melyek nagyon károsak és
a növény pusztulását okozhatják.
11:53
What antioxidantsantioxidánsok do is stop that damagekár.
242
701680
2600
Az antioxidánsok meg tudják
gátolni ezt a a károsodást.
11:57
So here'sitt some dataadat from a maizekukorica straindeformáció
that's very popularlynépiesen used in AfricaAfrika.
243
705360
3896
Itt láthatunk néhány adatot egy Afrikában
nagyon népszerű kukoricafajtáról.
12:01
To the left of the arrownyíl
are plantsnövények withoutnélkül the genesgének,
244
709280
3296
A nyíltól balra a gén nélküli
növényeket látjuk,
12:04
to the right --
245
712600
1256
jobbra pedig
12:05
plantsnövények with the antioxidantantioxidáns genesgének.
246
713880
2056
az antioxidáns gént tartalmazó növényeket.
12:07
After threehárom weekshetes withoutnélkül wateringlocsolás,
247
715960
1816
Három öntözés nélküli hét után,
12:09
the onesazok with the genesgének
do a hellpokol of a lot better.
248
717800
2480
a gént tartalmazó növények
sokkal jobban néznek ki.
12:13
Now to the finalvégső approachmegközelítés.
249
721720
1336
Végül összefoglalásként.
12:15
My researchkutatás has shownLátható
that there's considerablejelentős similarityhasonlóság
250
723080
3536
A kutatásom kimutatta,
hogy jelentős hasonlóság van
12:18
in the mechanismsmechanizmusok of desiccationkiszáradás tolerancetolerancia
in seedsmagok and resurrectionfeltámadás plantsnövények.
251
726640
4416
a magok és az újraéledő növények
szárazságtűrése között.
12:23
So I askkérdez the questionkérdés,
252
731080
1416
Ezért feltettem a kérdést:
12:24
are they usinghasználva the sameazonos genesgének?
253
732520
1440
azonos géneket használnak?
12:26
Or slightlynémileg differentlyeltérően phrasedmegfogalmazott,
254
734480
2256
Vagy kicsit máshogy megfogalmazva:
12:28
are resurrectionfeltámadás plantsnövények usinghasználva genesgének
evolvedfejlődött in seedmag desiccationkiszáradás tolerancetolerancia
255
736760
4496
az újraéledő növények kifejlesztették
a magok kiszáradás-tűrését a leveleikben
12:33
in theirazok rootsgyökerek and leaveslevelek?
256
741280
1256
és a gyökereikben?
12:34
Have they retaskedretasked these seedmag genesgének
257
742560
2056
Ezek a mag-gének új feladatot kaptak
12:36
in rootsgyökerek and leaveslevelek
of resurrectionfeltámadás plantsnövények?
258
744640
2040
az újraéledők gyökereiben és leveleiben?
12:39
And I answerválasz that questionkérdés,
259
747760
1856
És megválaszoltam a kérdést:
12:41
as a consequencekövetkezmény of a lot
of researchkutatás from my groupcsoport
260
749640
2416
csoportom kutatómunkájának,
12:44
and recentfriss collaborationsegyüttműködések from a groupcsoport
of HenkHenk HilhorstHilhorst in the NetherlandsHollandia,
261
752080
3536
valamint a holland Henk Hilhorst,
az amerikai Mel Oliver
12:47
MelMel OliverOliver in the UnitedEgyesült StatesÁllamok
262
755640
1576
és a francia Julia Buitink
12:49
and JuliaJulia BuitinkBuitink in FranceFranciaország.
263
757240
2600
kutatókkal történt
együttműködésünknek köszönhetően,
12:51
The answerválasz is yes,
264
759880
1416
a válasz: igen.
12:53
that there is a coremag setkészlet of genesgének
that are involvedrészt in bothmindkét.
265
761320
2856
Van egy sor olyan gén, amely mind a két
folyamatban részt vesz.
12:56
And I'm going to illustrateszemléltet this
very crudelydurván for maizekukorica,
266
764200
3416
Ez nagyon határozottan be tudom mutatni
a kukoricán,
12:59
where the chromosomeskromoszómák belowlent the off switchkapcsoló
267
767640
2416
ahol a kapcsolók alatti
kromoszómák jelképezik
13:02
representképvisel all the genesgének that are requiredkívánt
for desiccationkiszáradás tolerancetolerancia.
268
770080
3575
az összes gént, amelyek szükségesek
a szárazságtűréshez.
13:05
So as maizekukorica seedsmagok driedszárított out
at the endvég of theirazok periodidőszak of developmentfejlődés,
269
773680
4256
Amikor a kukoricamag kiszárad,
a kifejlődésének a végén,
13:09
they switchkapcsoló these genesgének on.
270
777960
1360
bekapcsolja e géneket.
13:12
ResurrectionFeltámadás plantsnövények
switchkapcsoló on the sameazonos genesgének
271
780680
2896
Az újraéledő növények
ugyanezeket a géneket kapcsolják be,
13:15
when they dryszáraz out.
272
783600
1656
amikor kiszáradnak.
13:17
All modernmodern cropsnövények, thereforeebből adódóan,
273
785280
1776
Ebből adódóan, az összes haszonnövény
13:19
have these genesgének
in theirazok rootsgyökerek and leaveslevelek,
274
787080
2056
rendelkezik ezekkel a génekkel,
13:21
they just never switchkapcsoló them on.
275
789160
1736
csak soha nem kapcsolják be őket.
Csak a magszövetekben.
13:22
They only switchkapcsoló them on in seedmag tissuesszövetek.
276
790920
1960
Most meg szeretnénk érteni
a környezeti és sejtes jelzőket,
13:25
So what we're tryingmegpróbálja to do right now
277
793440
1736
13:27
is to understandmegért the environmentalkörnyezeti
and cellularsejtes signalsjelek
278
795200
2616
amelyek bekapcsolják az újraéledő
növényekben ezeket a géneket,
13:29
that switchkapcsoló on these genesgének
in resurrectionfeltámadás plantsnövények,
279
797840
2440
és leutánozni a folyamatot
a haszonnövényeinkben.
És végül egy gondolat.
13:33
to mimicutánzó the processfolyamat in cropsnövények.
280
801280
1760
Mi most megpróbáljuk nagyon gyorsan
13:35
And just a finalvégső thought.
281
803680
1736
13:37
What we're tryingmegpróbálja to do very rapidlygyorsan
282
805440
2216
megismételni azt, amit az evolúció
13:39
is to repeatismétlés what naturetermészet did
in the evolutionevolúció of resurrectionfeltámadás plantsnövények
283
807680
3816
10-40 millió év alatt tett
az újraéledő növényekkel.
13:43
some 10 to 40 millionmillió yearsévek agoezelőtt.
284
811520
1840
A növényeim és én is köszönöm a figyelmet!
13:46
My plantsnövények and I thank you
for your attentionFigyelem.
285
814160
2496
(Taps)
13:48
(ApplauseTaps)
286
816680
6235
Translated by Endre Domokos
Reviewed by Maria Ruzsane Cseresnyes

▲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