How we can make crops survive without water | Jill Farrant

220,566 views ・ 2016-02-09

TED


يرجى النقر نقرًا مزدوجًا فوق الترجمة الإنجليزية أدناه لتشغيل الفيديو.

المترجم: Abdulaziz Al-wandawi المدقّق: Omar El Refaey
00:12
I believe that the secret to producing extremely drought-tolerant crops,
0
12840
4216
أنا أؤمن بأن السر في إنتاج المحاصيل شدبدة التحمل للجفاف،
00:17
which should go some way to providing food security in the world,
1
17080
3216
والتي يجب أن تتقدم لتوفر الأمن الغذائي في العالم،
00:20
lies in resurrection plants,
2
20320
2696
تكمن في النباتات القابلة للنشور،
00:23
pictured here, in an extremely droughted state.
3
23040
3136
المصورة هنا في حالة الجفاف الشديد.
00:26
You might think that these plants look dead,
4
26200
2856
و قد يخطر لك أن هذه النباتات تبدو ميتة،
00:29
but they're not.
5
29080
1296
ولكنها ليست كذلك.
00:30
Give them water,
6
30400
1456
أعطها الماء،
00:31
and they will resurrect, green up, start growing, in 12 to 48 hours.
7
31880
5440
و ستقوم بالنشور و الأخضرار و النمو خلال 12 إلى 48 ساعة.
00:38
Now, why would I suggest
8
38320
1296
والآن، لماذا أقترح
00:39
that producing drought-tolerant crops will go towards providing food security?
9
39640
4440
بتقديم المحاصيل شديدة التحمل للجفاف لتوفير الأمن الغذائي؟
00:45
Well, the current world population is around 7 billion.
10
45040
3896
حسنا، إن عدد سكان العالم حاليا حوالي 7 مليارات.
00:48
And it's estimated that by 2050,
11
48960
2496
ومن المخمن بأننا في عام 2050،
00:51
we'll be between 9 and 10 billion people,
12
51480
2696
سنكون بين 9 و 10 مليارات من السكان،
00:54
with the bulk of this growth happening in Africa.
13
54200
2880
وسيكون الحجم الأكبر لهذا النمو في إفريقيا
00:57
The food and agricultural organizations of the world
14
57880
2456
وقد اقترحت منظمات الغذاء والزراعة في العالم
01:00
have suggested that we need a 70 percent increase
15
60360
3136
بأننا نحتاج إلى زيادة 70%
01:03
in current agricultural practice
16
63520
2176
في الممارسات الزراعية الحالية
01:05
to meet that demand.
17
65720
1240
للاستجابة لذلك الطلب.
01:07
Given that plants are at the base of the food chain,
18
67720
2696
و بما أن النباتات هي أساس السلسلة الغذائية،
01:10
most of that's going to have to come from plants.
19
70440
2320
فإن معظم هذه الزيادة يجب أن تأتي من الزراعة.
01:13
That percentage of 70 percent
20
73360
2696
إن 70% المطلوبة
01:16
does not take into consideration the potential effects of climate change.
21
76080
4216
لا تأخذ بالاعتبار التأثير الكامن للتغيير المناخي.
01:20
This is taken from a study by Dai published in 2011,
22
80320
4240
هذا مقتبس من دراسة نشرها داي في 2011،
01:25
where he took into consideration
23
85240
1936
حيث أخذ بنظر الاعتبار
01:27
all the potential effects of climate change
24
87200
2376
كل التأثيرات الكامنة للتغيير المناخي
01:29
and expressed them -- amongst other things --
25
89600
2136
و عبّر عنها - ضمن أشياء أخرى -
01:31
increased aridity due to lack of rain or infrequent rain.
26
91760
4616
بتزايد الجفاف لفقدان الأمطار أو تقطعها.
01:36
The areas in red shown here,
27
96400
1776
المناطق الحمراء الظاهرة هنا
01:38
are areas that until recently
28
98200
2056
هي مناطق كانت مؤخرا و قبل فترة قصيرة
01:40
have been very successfully used for agriculture,
29
100280
3176
تستخدم بنجاح تام للزراعة،
01:43
but cannot anymore because of lack of rainfall.
30
103480
2400
ولكن لا يمكن ذلك الآن بسبب فقدان الأمطار.
01:46
This is the situation that's predicted to happen in 2050.
31
106640
2920
و هذا هو الوضع متوقع حدوثه في 2050.
01:50
Much of Africa, in fact, much of the world,
32
110840
2176
و الكثير من أفريقيا و كذلك الكثير من العالم،
01:53
is going to be in trouble.
33
113040
1896
سيكون واقعا في مشكلة.
01:54
We're going to have to think of some very smart ways of producing food.
34
114960
3656
يجب علينا أن نفكر لنجد بعض الطرق الذكية جدا لإنتاج الغذاء
01:58
And preferably among them, some drought-tolerant crops.
35
118640
3296
و يفضل أن يكون ضمنها، بعض المحاصيل المقاومة للجفاف.
02:01
The other thing to remember about Africa is
36
121960
2056
و الشيء الآخر الذي يجب أن نتذكر عن أفريقيا
02:04
that most of their agriculture is rainfed.
37
124040
2800
هو أن أكثر زراعتهم تعتمد على المطر.
02:08
Now, making drought-tolerant crops is not the easiest thing in the world.
38
128080
3456
ولكن، زراعة المحاصيل المقاومة للجفاف ليست أسهل شيء في العالم.
02:11
And the reason for this is water.
39
131560
2416
و السبب في هذا هو الماء.
02:14
Water is essential to life on this planet.
40
134000
3136
الماء أساسي للحياة على هذا الكوكب.
02:17
All living, actively metabolizing organisms,
41
137160
4135
كل الأحياء والكائنات الحية،
02:21
from microbes to you and I,
42
141320
2056
من الميكروبات إليك و إليّ،
02:23
are comprised predominately of water.
43
143400
2336
يتكون أغلبها من الماء.
02:25
All life reactions happen in water.
44
145760
2536
كل ردود فعل الحياة تحدث في الماء.
02:28
And loss of a small amount of water results in death.
45
148320
3016
و فقدان القليل من الماء ينتج عنه الموت.
02:31
You and I are 65 percent water --
46
151360
2056
أنا وأنت نتكون من 65% ماء --
02:33
we lose one percent of that, we die.
47
153440
1720
وإذذا فقدنا 1% من ذلك نموت.
02:35
But we can make behavioral changes to avoid that.
48
155840
2720
ولكننا نستطيع إجراء بعض التغييرات السلوكية لتجنب ذلك.
02:39
Plants can't.
49
159920
1576
أما النباتات فلا تستطيع.
02:41
They're stuck in the ground.
50
161520
1616
فهي ملتصقة بالأرض.
02:43
And so in the first instance they have a little bit more water than us,
51
163160
3376
وبالتالي فبالدرجة الأولى فإن فيها ماء أكثر منا قليلا ،
02:46
about 95 percent water,
52
166560
1256
أي إن الماء فيها حوالي 95%،
02:47
and they can lose a little bit more than us,
53
167840
2096
وتستطيع أن تفقد منه قليلا أكثر منا،
02:49
like 10 to about 70 percent, depending on the species,
54
169960
2960
أي بين 10 إلى 70% حسب نوعها،
02:54
but for short periods only.
55
174000
1360
ولكن لفترات قليلة فقط.
02:56
Most of them will either try to resist or avoid water loss.
56
176680
4176
وغالبيتها ستقاوم أو تتجنب خسارة الماء.
03:00
So extreme examples of resistors can be found in succulents.
57
180880
3936
وهكذا نجد المثال الأقصى لهذه المقاومة في النباتات المقاومة للجفاف.
03:04
They tend to be small, very attractive,
58
184840
2816
فهي تميل لأن تكون صغيرة و جذابة جدا،
03:07
but they hold onto their water at such great cost
59
187680
2736
ولكنها تتمسك بالماء فيها بكلفة عالية
03:10
that they grow extremely slowly.
60
190440
2000
كما إأها تنمو ببطء شديد جدا.
03:13
Examples of avoidance of water loss are found in trees and shrubs.
61
193440
4576
و نجد في الأعشاب والأشجار أمثلة على تجنب فقدان الماء.
03:18
They send down very deep roots,
62
198040
1576
فهي ترسل جذورها عميقا،
03:19
mine subterranean water supplies
63
199640
1696
و تلتمس مواقع المياه الجوفية
03:21
and just keep flushing it through them at all times,
64
201360
2456
و تستمر باستخدامها بواسطتها دائما،
03:23
keeping themselves hydrated.
65
203840
1856
و تبقي نفسها مرتوية.
03:25
The one on the right is called a baobab.
66
205720
1976
التي إلى اليمين تسمى (باوباب).
03:27
It's also called the upside-down tree,
67
207720
2056
كما تسمى أيضا الشجرة المقلوبة،
03:29
simply because the proportion of roots to shoots is so great
68
209800
3776
ببساطة لأن نسبة حجم الجذور إلى الجزء الظاهر كبيرة جدا
03:33
that it looks like the tree has been planted upside down.
69
213600
2696
مما يجعلها تبدو و كأنها زرعت بالمقلوب.
03:36
And of course the roots are required for hydration of that plant.
70
216320
3240
و بالطبع فإن الجذور مطلوبة لإرواء النبتة.
03:40
And probably the most common strategy of avoidance is found in annuals.
71
220760
4520
ويمكن أن تكون للحوليات السنوية أكثر استراتيجية مشتركة لتجنب الفقدان.
03:45
Annuals make up the bulk of our plant food supplies.
72
225840
3176
و تشكل الحوليات غالبية النباتات التي تعطينا غذائنا.
03:49
Up the west coast of my country,
73
229040
1696
على الساحل الغربي من بلادي،
03:50
for much of the year you don't see much vegetation growth.
74
230760
3536
لا تشاهد نمو الكثير من النباتات في أكثر مواسم السنة .
03:54
But come the spring rains, you get this:
75
234320
2656
ولكن عندما تاتي أمطار الربيع تحصل على هذا:
03:57
flowering of the desert.
76
237000
1240
ازدهار الصحراء.
03:59
The strategy in annuals,
77
239000
1856
إن استراتيجية الحوليات السنوية،
04:00
is to grow only in the rainy season.
78
240880
2360
هي النموفقط في مواسم المطر.
04:03
At the end of that season they produce a seed,
79
243960
2296
وفي نهاية ذلك الموسم فإنها تنتج بذرة،
04:06
which is dry, eight to 10 percent water,
80
246280
2816
تكون جافة و تحتوي 8 إلى 10 بالمائة ماءا،
04:09
but very much alive.
81
249120
1656
ولكنها حية تماما.
04:10
And anything that is that dry and still alive,
82
250800
2896
وأي شيء يكون جافا هكذا و يبقى حيا،
04:13
we call desiccation-tolerant.
83
253720
1480
نسميه قابلا للبقاء جافا.
04:15
In the desiccated state,
84
255840
1416
وفي حالة البقاء جافة،
04:17
what seeds can do is lie in extremes of environment
85
257280
2656
ما ستفعل البذرة هو البقاء في بيئة متطرفة
04:19
for prolonged periods of time.
86
259960
1656
لفترة طويلة من الزمن.
04:21
The next time the rainy season comes,
87
261640
2216
و عندما يبدأ الموسم الممطر ثانية ،
04:23
they germinate and grow,
88
263880
1496
فهي تنبت و تنمو،
04:25
and the whole cycle just starts again.
89
265400
1880
وتبدأ دورة حياتها من جديد كاملة.
04:28
It's widely believed that the evolution of desiccation-tolerant seeds
90
268120
4056
و من المقبول أن تطور البذور المتحملة للجفاف
04:32
allowed the colonization and the radiation
91
272200
2176
سمحت بتوسع وانتشار
04:34
of flowering plants, or angiosperms, onto land.
92
274400
3520
النباتات المزهرة أو بذورها على الارض.
04:38
But back to annuals as our major form of food supplies.
93
278960
3160
ولكن لنعد إلى الحوليات التي هي مصدر غذائنا الرئيسي.
04:42
Wheat, rice and maize form 95 percent of our plant food supplies.
94
282800
4720
القمح والرز والذرة تشكل 95 بالمائة من مصادر كوكبنا للغذاء.
04:48
And it's been a great strategy
95
288480
1536
وقد كان ذلك ستراتيجية عظيمة
04:50
because in a short space of time you can produce a lot of seed.
96
290040
3176
لأنك تتمكن من إنتاج الكثير من البذور في وقت قصير.
04:53
Seeds are energy-rich so there's a lot of food calories,
97
293240
2620
والبذور غنية بالطاقة أي بالكثير من سعرات الغذاء الحرارية
04:55
you can store it in times of plenty for times of famine,
98
295884
3920
ويمكن أن تخزنها عندما تفيض لأوقات القحط،
05:00
but there's a downside.
99
300480
1240
ولكن هناك أجزاء ستتلف.
05:02
The vegetative tissues,
100
302560
1376
كالأنسجة النباتية،
05:03
the roots and leaves of annuals,
101
303960
2176
والجذور والأوراق الحولية،
05:06
do not have much
102
306160
1256
ليس لها الكثير
05:07
by way of inherent resistance, avoidance or tolerance characteristics.
103
307440
4096
من المقاومة الكامنة وخواص التجنب والتحمل.
05:11
They just don't need them.
104
311560
1296
لأنها ببساطة لا تحتاجها.
05:12
They grow in the rainy season
105
312880
1416
فهي تنمو في موسم الأمطار
05:14
and they've got a seed to help them survive the rest of the year.
106
314320
3376
و لديها بذرة تساعدها على البقاء حية لبقية العام.
05:17
And so despite concerted efforts in agriculture
107
317720
2696
لذا و على الرغم من الجهود القائمة
05:20
to make crops with improved properties
108
320440
2536
لجعل المحاصيل ذات خواص محسنة
05:23
of resistance, avoidance and tolerance --
109
323000
2176
للمقاومة والتجنب و التحمل --
05:25
particularly resistance and avoidance
110
325200
1896
و خاصة المقاومة والتجنب
05:27
because we've had good models to understand how those work --
111
327120
2896
لأن لدينا نماذج جيدة لفهم كيفية عملها --
05:30
we still get images like this.
112
330040
2336
لكننا لا نزال نتلقى صورا كهذه.
05:32
Maize crop in Africa,
113
332400
1456
محصول ذرة في أفريقيا،
05:33
two weeks without rain
114
333880
1416
بعد أسبوعين بلا مطر
05:35
and it's dead.
115
335320
1200
وهاهي قد ماتت.
05:37
There is a solution:
116
337560
1240
ولكن هناك حل:
05:39
resurrection plants.
117
339520
1240
النباتات القابلة للنشور.
05:41
These plants can lose 95 percent of their cellular water,
118
341320
3776
وهذه النباتات يمكن أن تخسر 95 بالمائة من الماء في خلاياها،
05:45
remain in a dry, dead-like state for months to years,
119
345120
3856
والبقاء بحالة جافة شبه ميتة لأشهر و سنوات،
05:49
and give them water,
120
349000
1736
و عندما تعطيها الماء،
05:50
they green up and start growing again.
121
350760
1880
تخضر و تبدأ النمو من جديد.
05:53
Like seeds, these are desiccation-tolerant.
122
353560
3296
و مثل البذور فهذه تتحمل الجفاف.
05:56
Like seeds, these can withstand extremes of environmental conditions.
123
356880
4120
و مثل البذور فهي تتحمل الظروف البيئية المتطرفة.
06:01
And this is a really rare phenomenon.
124
361760
2016
و هذه فعلا ظواهر نادرة.
06:03
There are only 135 flowering plant species that can do this.
125
363800
4376
و هناك فقط 135 صنفا مزهرا من النباتات يمكنها القيام بذلك.
06:08
I'm going to show you a video
126
368200
1416
ساريكم هذا القيديو
06:09
of the resurrection process of these three species
127
369640
2616
لعملية إعادة النشور لثلاثة من هذه الأنواع
06:12
in that order.
128
372280
1216
بهذا الترتيب.
06:13
And at the bottom,
129
373520
1256
و في الأسفل
06:14
there's a time axis so you can see how quickly it happens.
130
374800
2736
هناك مؤشر على الوقت وسترون سرعة حدوث ذلك.
06:56
(Applause)
131
416160
2040
(تصقيق)
07:02
Pretty amazing, huh?
132
422240
1536
مدهش جدا ، أليس كذلك؟
07:03
So I've spent the last 21 years trying to understand how they do this.
133
423800
4216
و هكذا قضيت آخر 21 عاما أحاول فهم كيف تقوم بذلك.
07:08
How do these plants dry without dying?
134
428040
2400
كيف تقوم هذه النباتات بذلك دون أن تموت؟
07:11
And I work on a variety of different resurrection plants,
135
431080
2776
و أنا أعمل على أنواع مختلفة من النباتات القابلة للنشور،
07:13
shown here in the hydrated and dry states,
136
433880
2416
تظهر هنا في حالتي الإرتواء و الجفاف،
07:16
for a number of reasons.
137
436320
1456
و لعدد من الأسباب.
07:17
One of them is that each of these plants serves as a model
138
437800
2856
أحدها إن كل واحدة من هذه النباتات تخدم كنموذج
07:20
for a crop that I'd like to make drought-tolerant.
139
440680
2376
لمحصول أريد منه أن يصبح مقاوما للجفاف.
07:23
So on the extreme top left, for example, is a grass,
140
443080
2936
وبذلك مثلا في الجانب العلوي الى اليسار ترون العشب،
07:26
it's called Eragrostis nindensis,
141
446040
2256
ويسمى (إيراغروستس نيندينسس)،
07:28
it's got a close relative called Eragrostis tef --
142
448320
2376
و له قريب اسمه (إيرافروستيس تيف) __
07:30
a lot of you might know it as "teff" --
143
450720
2016
الذي يعرفه الكثيرون باسم "الدخن" --
07:32
it's a staple food in Ethiopia,
144
452760
1736
و هو غذاء رئيسي في إيثيوبيا،
07:34
it's gluten-free,
145
454520
1256
و خالي من "الغلوتين"،
07:35
and it's something we would like to make drought-tolerant.
146
455800
3016
و هو شيء نود أن نجعله مقاوما للجفاف.
07:38
The other reason for looking at a number of plants,
147
458840
2416
والسبب الآخر للنظر إلى عدد من النباتات،
07:41
is that, at least initially,
148
461280
1376
على الأقل بشكل ابتدائي
07:42
I wanted to find out: do they do the same thing?
149
462680
2256
لأنني أردت معرفة هل تقوم هي بنفس الشيء؟
07:44
Do they all use the same mechanisms
150
464960
1696
هل تستخدم جميعها نفس الآليات
07:46
to be able to lose all that water and not die?
151
466680
2576
لتكون قابلة على فقدان كل الماء و لا تموت؟
07:49
So I undertook what we call a systems biology approach
152
469280
2696
لذلك انبعت ما يسمى بطريقة النظام الحيوي
07:52
in order to get a comprehensive understanding
153
472000
2176
لغرض الحصول على الفهم الشامل
07:54
of desiccation tolerance,
154
474200
2016
لتحمل الجفاف،
07:56
in which we look at everything
155
476240
1456
حيث ننظر إلى كل شيء
07:57
from the molecular to the whole plant, ecophysiological level.
156
477720
2912
من التركيب الجزيئي إلى مستوى الطبيعة البيئة.
08:00
For example we look at things like
157
480657
1634
مثلا ننظر إلى أشياء مثل
08:02
changes in the plant anatomy as they dried out
158
482316
2197
التغيرات في الهيكل الداخلي للنبات عندما يجف
08:04
and their ultrastructure.
159
484537
1239
وبنائه الخارجي.
08:05
We look at the transcriptome, which is just a term for a technology
160
485800
3176
و ننظر في تركيبتها الداخلية التي هي عبارة تعني التكنولوجيا
08:09
in which we look at the genes
161
489000
1416
التي ننظر من خلالها إلى الجينات
08:10
that are switched on or off, in response to drying.
162
490440
2416
التي تنشط لتعمل أو تقف كرد فعل للجفاف.
08:12
Most genes will code for proteins, so we look at the proteome.
163
492880
3216
و معظم الجينات هي شفرة للبروتينات أي إننا سننظر للبروتينات.
08:16
What are the proteins made in response to drying?
164
496120
2400
ما هي البروتينات الناتجة كأستجابة للجفاف؟
08:19
Some proteins would code for enzymes which make metabolites,
165
499480
3896
بعض البروتينات تكون شفرة للأنزيمات التي تفعّل الأيض،
08:23
so we look at the metabolome.
166
503400
1576
وعليه فإننا ننظر في جزئيات الأيض.
08:25
Now, this is important because plants are stuck in the ground.
167
505000
3296
والآن فهذا مهم لأن النباتات ملتصقة بالأرض.
08:28
They use what I call a highly tuned chemical arsenal
168
508320
4096
وهي تستخدم ما أسميه ترسانة كيميائية متناغمة جدا
08:32
to protect themselves from all the stresses of their environment.
169
512440
3416
تحميها جيدا من كل ضغوط بيئتها.
08:35
So it's important that we look
170
515880
1496
لذلك فمن المهم أن ننظر
08:37
at the chemical changes involved in drying.
171
517400
2440
للمتغيرات الكيميائية المرتبطة بالجفاف.
08:40
And at the last study that we do at the molecular level,
172
520520
2656
وفي آخر الدراسة التي نقوم بها على المستوى الجزيئي،
08:43
we look at the lipidome --
173
523200
1256
هي التغيرات الدهنية --
08:44
the lipid changes in response to drying.
174
524480
2055
وهي التغيرات الحاصلة استجابة للجفاف.
08:46
And that's also important
175
526559
1257
و هذا مهم كذلك
08:47
because all biological membranes are made of lipids.
176
527840
2815
لأن كل الأغشية الحيوية مصنوعة من الدهون.
08:50
They're held as membranes because they're in water.
177
530679
2577
و هي متماسكة لأنها في الماء.
08:53
Take away the water, those membranes fall apart.
178
533280
2240
و لو أخذنا الماء بعيدا عنها فستتساقط هذه الغشية
08:56
Lipids also act as signals to turn on genes.
179
536240
3040
والدهون تعمل كإشارات لتشغيل الجينات.
09:00
Then we use physiological and biochemical studies
180
540200
2696
لذلك نستخدم الدراسات الطبيعية والكيميائية الحيوية
09:02
to try and understand the function of the putative protectants
181
542920
3216
لمحاولة فهم وظيفة الحمايات المفترضة
09:06
that we've actually discovered in our other studies.
182
546160
2936
التي اكتشفناها فعلا في دراساتنا الأخرى.
09:09
And then use all of that to try and understand
183
549120
2176
ثم استخدام كل ذلك لمحاولة فهم
09:11
how the plant copes with its natural environment.
184
551320
2320
كيفية تعامل النبات مع بيئته الطبيعية.
09:15
I've always had the philosophy that I needed a comprehensive understanding
185
555480
4336
وكان لدي دائما فكرة حاجتي إلى الفهم الشاكل
09:19
of the mechanisms of desiccation tolerance
186
559840
2256
لآليات مقاومة الجفاف
09:22
in order to make a meaningful suggestion for a biotic application.
187
562120
3840
من أجل إقتراحات ذات معنى في التطبيثات الحيوية.
09:27
I'm sure some of you are thinking,
188
567000
1656
أنا متأكدة من أن بعضكم يفكر،
09:28
"By biotic application,
189
568680
1256
"بأن تعبير التطبيقات الحيوية،
09:29
does she mean she's going to make genetically modified crops?"
190
569960
2920
هل هي تعني بأنها ستعمل بعض النباتات المحسنة جينيا؟"
09:34
And the answer to that question is:
191
574240
1696
و الجواب على هذا السؤال هو:
09:35
depends on your definition of genetic modification.
192
575960
2381
يعتمد على مفهومكم للتحسين الجيني.
09:39
All of the crops that we eat today, wheat, rice and maize,
193
579200
2816
إن كل المحاصيل التي نأكلها اليوم كالقمح والرز والذرة،
09:42
are highly genetically modified from their ancestors,
194
582040
3216
تم تحسينها جينيا من قبل أسلافها،
09:45
but we don't consider them GM
195
585280
1976
لكننا لا نعتبرها محسنة جينيا
09:47
because they're being produced by conventional breeding.
196
587280
2640
لأن إنتاجها يتم بالطريقة التقليدية.
09:50
If you mean, am I going to put resurrection plant genes into crops,
197
590880
3776
أما إذا كنتم تعنون، هل سأضع جينات نشور النباتات في المحاصل،
09:54
your answer is yes.
198
594680
1296
فالجواب هو نعم:
09:56
In the essence of time, we have tried that approach.
199
596000
3136
و مع مرور الزمن، جربنا هذه الطريقة.
09:59
More appropriately, some of my collaborators at UCT,
200
599160
2856
و بالفعل فإن بعض المتعاونين معي من جامعة كيب تاون،
10:02
Jennifer Thomson, Suhail Rafudeen,
201
602040
1936
جنيفر و تومسون و سهيل رافدين،
10:04
have spearheaded that approach
202
604000
1616
تقدموا في هذا الطريق
10:05
and I'm going to show you some data soon.
203
605640
1953
و سأريكم بعض البيانات قريبا.
10:09
But we're about to embark upon an extremely ambitious approach,
204
609200
4016
ولكننا على وشك أن نبدأ طريقا طموحا جدا،
10:13
in which we aim to turn on whole suites of genes
205
613240
3456
نأمل فيه تفعيل مجموعات كاملة من الجينات
10:16
that are already present in every crop.
206
616720
2696
الموجودة فعلا في كل محصول.
10:19
They're just never turned on under extreme drought conditions.
207
619440
2905
وهي لم تنشط سابقا في ظروف الجفاف المفرطة.
10:22
I leave it up to you to decide
208
622800
1456
و أترك لكم القرار
10:24
whether those should be called GM or not.
209
624280
1953
هل ستسمى هذه محسنة جينيا أم لا.
10:27
I'm going to now just give you some of the data from that first approach.
210
627560
3456
و سأعطيكم الآن بعض البيانات من الطريقة الأولى.
10:31
And in order to do that
211
631040
1256
و لغرض القيام بذلك
10:32
I have to explain a little bit about how genes work.
212
632320
2656
عليّ أن أشرح كيف تقوم الجينات بعملها.
10:35
So you probably all know
213
635000
1256
و كما قد تعرفون جميعا
10:36
that genes are made of double-stranded DNA.
214
636280
2056
الجينات هي خيطين مزدوج من خيوط الحامض النووي.
10:38
It's wound very tightly into chromosomes
215
638360
1936
وهي ملتفة بقوة بشكل كروموسومات
10:40
that are present in every cell of your body or in a plant's body.
216
640320
3160
موجودة في كل خلية من جسمكم أو جسم النبات.
10:44
If you unwind that DNA, you get genes.
217
644080
3080
وإذا فككنا الحامض النووي سنحصل على الجينات.
10:47
And each gene has a promoter,
218
647840
2456
و لكل جين مشغّل،
10:50
which is just an on-off switch,
219
650320
2376
وهو عبارة عن مفتاح تشغيل-عدم تشغيل:
10:52
the gene coding region,
220
652720
1416
و منطقة شفرة الجين،
10:54
and then a terminator,
221
654160
1256
و ناهي،
10:55
which indicates that this is the end of this gene, the next gene will start.
222
655440
3600
يؤشر نهاية الجين و بداية الجين التالي.
10:59
Now, promoters are not simple on-off switches.
223
659720
2896
والمشغّل ليس مفتاح تشغيل-عدم تشغيل بسيط.
11:02
They normally require a lot of fine-tuning,
224
662640
2696
ويحتاج عادة إلى الكثير من الضبط الدقيق،
11:05
lots of things to be present and correct before that gene is switched on.
225
665360
4040
كلزوم حضور و صحة كثير من الأشياء قبل تشغيل الجين.
11:10
So what's typically done in biotech studies
226
670240
3056
وما يتم اعتياديا في الدراسات التكنوحيوية
11:13
is that we use an inducible promoter,
227
673320
1816
هو أننا نستخدم مشغّلا مقدما من قبلنا،
11:15
we know how to switch it on.
228
675160
1576
تعرف كيفية تشغيله.
11:16
We couple that to genes of interest
229
676760
2016
و نربط هذا بالجينات التي تهمنا
11:18
and put that into a plant and see how the plant responds.
230
678800
2680
و نضع ذلك في نبتة و نرى كيف تستجيب تلك النبتة.
11:22
In the study that I'm going to talk to you about,
231
682120
2576
و في الدراسة التي سأتكلم عنها،
11:24
my collaborators used a drought-induced promoter,
232
684720
2456
وضع معاونيّ مشغلا يعمل بالجفاف،
11:27
which we discovered in a resurrection plant.
233
687200
2416
اكتشفناه في نبات مقاوم للجفاف.
11:29
The nice thing about this promoter is that we do nothing.
234
689640
3136
واللطيف في هذا المشغّل إننا لا نفعل شيئا.
11:32
The plant itself senses drought.
235
692800
2080
حيث بستشعر النبات نفسه الجفاف.
11:35
And we've used it to drive antioxidant genes from resurrection plants.
236
695600
5096
واستخدمناه لوضع جينات مضادة الأكسدة من نباتات قابلة للنشور.
11:40
Why antioxidant genes?
237
700720
1856
لماذا جينات مضادة للأكسدة؟
11:42
Well, all stresses, particularly drought stress,
238
702600
3056
حسنا، إن جميع الضغوط و خاصة ضغوط الجفاف،
11:45
results in the formation of free radicals,
239
705680
2296
تتسبب في تشكيل جذور حرة،
11:48
or reactive oxygen species,
240
708000
2336
أو أصناف أوكسجينية فعالة،
11:50
which are highly damaging and can cause crop death.
241
710360
2720
و هي ضارة جدا و يمكن أن تسبب موت المحصول.
11:53
What antioxidants do is stop that damage.
242
713680
2600
وما تفعله مضادات الأكسدة هو إسقاف هذا الضرر.
11:57
So here's some data from a maize strain that's very popularly used in Africa.
243
717360
3896
وهنا بعض البيانات من نوع من الذرة الشائع جدا في افريقيا.
12:01
To the left of the arrow are plants without the genes,
244
721280
3296
إلى اليسار من السهم نباتات بدون الجينات،
12:04
to the right --
245
724600
1256
و إلى اليمين --
12:05
plants with the antioxidant genes.
246
725880
2056
نباتات مع الجينات المضادة للأكسدة.
12:07
After three weeks without watering,
247
727960
1816
و بعد ثلاثة أسابيع بدون السقي،
12:09
the ones with the genes do a hell of a lot better.
248
729800
2480
فإن التي بالجينات تبلي أحسن كثيرا.
12:13
Now to the final approach.
249
733720
1336
و الآن إلى الأسلوب الأخير.
12:15
My research has shown that there's considerable similarity
250
735080
3536
أظهر بحثي أن هناك تشابها كبيرا
12:18
in the mechanisms of desiccation tolerance in seeds and resurrection plants.
251
738640
4416
بين آليات مقاومة الجفاف في البذور و النباتات القابلة للنشور.
12:23
So I ask the question,
252
743080
1416
لذا أسأل هذا السؤال،
12:24
are they using the same genes?
253
744520
1440
هل يستخدمان نفس الجينات؟
12:26
Or slightly differently phrased,
254
746480
2256
أو بعبارة أخرى،
12:28
are resurrection plants using genes evolved in seed desiccation tolerance
255
748760
4496
هل تستخدم النباتات القابلة للنشور جينات تطورت كما في البذور المقاومة للجفاف
12:33
in their roots and leaves?
256
753280
1256
في جذورها و أوراقها؟
12:34
Have they retasked these seed genes
257
754560
2056
هل غيّرت من مهمات جينات هذه البذور
12:36
in roots and leaves of resurrection plants?
258
756640
2040
في جذور و أوراق النباتات القابلة للنشور؟
12:39
And I answer that question,
259
759760
1856
وأنا أجيب عن ذلك السؤال،
12:41
as a consequence of a lot of research from my group
260
761640
2416
على أساس الكثير من البحوث من مجموعتي
12:44
and recent collaborations from a group of Henk Hilhorst in the Netherlands,
261
764080
3536
والتعاون الأخير مع مجموعة هينك هلهورست في هولندا،
12:47
Mel Oliver in the United States
262
767640
1576
و ميل أوليفر في الولايات المتحدة
12:49
and Julia Buitink in France.
263
769240
2600
و جوليا بويتنك في فرنسا.
12:51
The answer is yes,
264
771880
1416
و الجواب هو نعم،
12:53
that there is a core set of genes that are involved in both.
265
773320
2856
وهو أن هناك مجموعة أساسية من الجينات تشترك في الاثنين.
12:56
And I'm going to illustrate this very crudely for maize,
266
776200
3416
و سوف أشرح بشكل عام ما يحصل للذرة،
12:59
where the chromosomes below the off switch
267
779640
2416
حيث تمثل الكروموسومات تحت مفتاح إيقاف التشغيل
13:02
represent all the genes that are required for desiccation tolerance.
268
782080
3575
جميع الجينات المطلوبة لتحمل الجفاف.
13:05
So as maize seeds dried out at the end of their period of development,
269
785680
4256
وما أن تجف بذور الذرة بعد نهاية فترة نموها،
13:09
they switch these genes on.
270
789960
1360
حتى يتم تشغيل هذه الجينات.
13:12
Resurrection plants switch on the same genes
271
792680
2896
و تشغل النباتات القابلة للنشور نفس الجينات
13:15
when they dry out.
272
795600
1656
عندما تجف تماما.
13:17
All modern crops, therefore,
273
797280
1776
وهكذا، فجميع المحاصيل العصرية،
13:19
have these genes in their roots and leaves,
274
799080
2056
لديها جميع الجينات في جذورها و أوراقها،
13:21
they just never switch them on.
275
801160
1736
ولكنها فقط لا تشغلها.
13:22
They only switch them on in seed tissues.
276
802920
1960
و هي تشغلها فقط في أغشية بذورها.
13:25
So what we're trying to do right now
277
805440
1736
لذلك فإن ما نحاول عمله الآن
13:27
is to understand the environmental and cellular signals
278
807200
2616
هو فهم المحيط و إشارات الخلايا
13:29
that switch on these genes in resurrection plants,
279
809840
2440
التي تشغل هذه الجينات في النباتات القابلة للنشور،
13:33
to mimic the process in crops.
280
813280
1760
لمحاكاة هذه العملية في المحاصيل.
13:35
And just a final thought.
281
815680
1736
و فكرة أخيرة فقط.
13:37
What we're trying to do very rapidly
282
817440
2216
ما نحاول عمله بسرعة عالية
13:39
is to repeat what nature did in the evolution of resurrection plants
283
819680
3816
هو إعادة عمل الطبيعة عند تطور النباتات القابلة للنشور
13:43
some 10 to 40 million years ago.
284
823520
1840
قبل 40 أو 50 مليون سنة.
13:46
My plants and I thank you for your attention.
285
826160
2496
أنا و نباتاتي نشكركم على إنتباهكم.
13:48
(Applause)
286
828680
6235
(تصفيق)
حول هذا الموقع

سيقدم لك هذا الموقع مقاطع فيديو YouTube المفيدة لتعلم اللغة الإنجليزية. سترى دروس اللغة الإنجليزية التي يتم تدريسها من قبل مدرسين من الدرجة الأولى من جميع أنحاء العالم. انقر نقرًا مزدوجًا فوق الترجمة الإنجليزية المعروضة على كل صفحة فيديو لتشغيل الفيديو من هناك. يتم تمرير الترجمات بالتزامن مع تشغيل الفيديو. إذا كان لديك أي تعليقات أو طلبات ، يرجى الاتصال بنا باستخدام نموذج الاتصال هذا.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7