Деградация сельскохозяйственных земель из-за изменения климата и антропогенного давления угрожает глобальной продовольственной безопасности и здоровью экосистем. Группа учёных из Чили и Швеции считает, что ключевой элемент решения этой проблемы лежит в управлении почвенными микробиомами. Такой вывод они сделали по итогам форума в чилийском Консепсьоне в январе 2026 года, назвав инженерию микробиомов стратегическим приоритетом для создания климатически устойчивого сельского хозяйства.
Масштаб проблемы значителен: по оценкам, около 40% суши на планете деградировало, что затрагивает половину человечества. От засухи и опустынивания страдают 3,2 млрд человек, около 800 млн – недоедают, а ещё 2–3 млрд человек испытывают дефицит белка и микроэлементов. Интенсивное земледелие приводит к уплотнению и эрозии почв, а химический дисбаланс снижает качество урожая и способствует накоплению токсичных веществ в пищевых цепочках.
Снижение микробного разнообразия усугубляет ситуацию, ускоряя разложение органики и сокращая содержание углерода в почве. Авторы исследования подчёркивают, что почва занимает центральное место в концепции «Единого здоровья», которая связывает благополучие людей, животных и экосистем. Эта связь – не отвлечённое понятие, а биологическая реальность. Здоровая почва регулирует климат, определяет питательную ценность пищи и служит барьером для патогенов и загрязнителей.
Особую роль почва играет в круговороте углерода. В ней содержится больше углерода, чем в атмосфере и всей растительной биомассе вместе взятых. Стабильность этих запасов напрямую зависит от разнообразия и активности микроорганизмов. Однако за последнее столетие наблюдается «тихий кризис»: содержание ключевых минералов – цинка, кальция, железа, меди – в основных продовольственных культурах упало на 50–100%. Это связано как с истощением почв, так и с селекцией высокоурожайных сортов, в которых концентрация полезных веществ ниже. Дефицит микронутриентов приводит к «скрытому голоду» и повышает риск метаболических заболеваний.
Проблему усугубляет химическое загрязнение. В почвах накапливаются тяжёлые металлы, микропластик и пер- и полифторалкильные вещества (ПФАС), известные как «вечные химикаты». Они нарушают работу микробных сообществ и циклы питательных веществ. ПФАС связывают с эндокринными и иммунными нарушениями у людей, а микропластик изменяет структуру почвы и может переносить другие токсины, например, медь.
Решение учёные видят в использовании микроорганизмов из экстремальных сред обитания: пустынь, полярных регионов, солёных и геотермальных экосистем, включая уникальные геоклиматические зоны Чили. Такие микробы обладают исключительной функциональной стойкостью и способны производить уникальные ферменты, которые могут частично расщеплять ПФАС и микропластик. Хотя полного разложения добиться сложно, этот подход может снизить токсичность и устойчивость загрязнителей.
Однако на пути к широкому применению технологии стоит множество препятствий. Микробные препараты, эффективные в лаборатории, часто не приживаются в полевых условиях из-за конкуренции с местной микрофлорой. Сложно создавать стабильные синтетические микробные сообщества, а также решать задачи по их промышленному производству, хранению и внесению в почву. Существующие нормативные базы, например в ЕС, не рассчитаны на сложные микробные консорциумы, что отпугивает инвесторов.
По мнению авторов, главный вызов сейчас не технологический, а концептуальный: нужно определить, какие именно функции экосистемы следует корректировать, и разработать для этого точные методы. Необходимо сместить фокус с таксономического состава микробиома на его функциональные возможности. Учёные призывают интегрировать в селекцию растений их способность привлекать полезные микроорганизмы – свойство, которое многие современные сорта утратили в ходе «зелёной революции».