Птерис ленточный предотвращает отравления мышьяком
Мышьяк — это природный элемент, который можно найти во многих вещах, таких как почва и грунтовые воды. Последнее, в частности, представляет проблему. Вдыхание или проглатывание этого элемента имеет серьезные, даже смертельные последствия. К людям, которые особенно уязвимы перед отравлением мышьяком, относятся те, кто пьет или использует подземные воды, и тех, кто живет поблизости и работает в шахтах.
Избавление от мышьяка является сложным и дорогостоящим процессом, но эксперты нашли растение, которое может выдерживать очень высокие дозы этого ядовитого элемента. В частности, папоротник известный под названием птерис ленточный (лат. Pteris vittata) обладает невероятной способностью поглощать большое количество мышьяка. Хотя растения более устойчивы к мышьяку, чем животные, птерис ленточный может переносить дозы в 1000 раз больше, чем обычное растение.
Птерис ленточный родом из Китая, но он также процветает в других местах с влажным климатом, включая Южную Америку, субтропическую Африку, Азию и Австралию. Его высокая толерантность к мышьяку в сочетании с его изобилием делает его многообещающим решением проблемы отравления мышьяком.
Высокая переносимость мощного яда
Птерис ленточный обладает замечательной способностью процветать в средах с высоким содержанием мышьяка. В недавнем исследовании исследователи предложили две теории, которые могли вызвать эту интересную способность.
Первая теория гласит, что это защитный механизм: поскольку травоядные животные с меньшей вероятностью съедят растение с мышьяком, птерис ленточный поглощает его больше, что со временем развилось в устойчивость к мышьяку.
Однако исследователям больше нравится вторая теория. Она говорит о том, что птерис ленточный растет в местах, где нет достаточного количества фосфата. Растениям нужен фосфат (комбинация фосфора и кислорода), чтобы преобразовать другие питательные вещества в материалы, которые они могут использовать для правильного роста. Когда растения поглощают слишком много мышьяка, он в клетках заменяет собой фосфат, что нарушает функции клеток, которые требуют последнего. Согласно теории, в птерисе ленточном мышьяк полностью заменил фосфаты, что повысил шансы на выживание.
В одном исследовании, проведенном учеными из Университета Пердью, они обнаружили, что есть три соединения, которые отвечают за способность птериса ленточного гипераккумулировать мышьяк. Это:
PvGAPC1, который имеет высокое сродство с арсенат-ионом;
PvGSTF1, который помогает разрушать мышьяк;
PvOCt4, который контролирует перенос соединений.
В папоротнике эти три соединения необходимы для правильной переработки мышьяка. После того как корни поглощают мышьяк, PvGAPC1 превращает его в 1-арсено-3-фосфоглицерат. Затем PvOCt4 перекачивает преобразованный мышьяк в везикулы, которые могут дополнительно обрабатывать элемент. Попав внутрь этих пузырьков, мышьяк расщепляется, выделяя арсенат, который PvGSTF1 далее восстанавливает до арсенита и сохраняет в вакуолях папоротника. Таким образом, птерис ленточный способен долгое время выживать в среде, богатой мышьяком.
Использование птериса ленточного для очистки от мышьяка
Из-за его уникальных свойств, исследователи предложили идею использования птериса ленточного для сбора мышьяка из почвы.
Очистка почвы от мышьяка — дорогой и трудоемкий процесс. Специалисты должны сначала собрать загрязненную почву, удалить мышьяк, сохранить мышьяк в безопасном месте, а затем заменить изъятое чистой почвой. Учитывая количество шахт, подводных скважин и ферм, этот метод нецелесообразен.
В ходе исследования, когда впервые была обнаружена способность птериса ленточного поглощать мышьяк, посадка этих папоротников может снизить содержание мышьяка в почве на целых 50 процентов. Мало того, что его легко высаживать, он легко приживается и размножается. После того, как в течение нескольких месяцев он порастет, специалисты смогут собирать растения, извлечь мышьяк и правильно сохранить его. Кроме того, мышьяк уже отфильтрован и разбавлен, что значительно ускорит процесс извлечения.
Исследователи сейчас ищут другие растения, которые обладают теми же свойствами, что и птерис ленточный. Становится ясно, что растения становятся жизнеспособным решением по удалению токсичных химических веществ из окружающей среды.
Источник: qz.com/1624730/the-pteris-vittata-fern-can-survive-lethal-doses-of-arsenic/
