Молекулы-компаньоны сделали средства от сорняков безопаснее и экологичнее

Исследователи из Казанского (Приволжского) федерального университета (Казань) разработали системы для снижения экологического вреда от двух популярных гербицидов — 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-Д) и глифосата.

Авторы смешали растворы этих препаратов с пиллараренами — крупными органическими молекулами, состоящими из пяти звеньев гидрохинона (ароматического кольца), замкнутых в единый макроцикл. Пилларарены довольно просто получать, при этом они нетоксичны для живых организмов и способны связывать другие вещества, работая как молекулярные «компаньоны». Оказалось, что при смешивании пилларарены и гербициды самопроизвольно организуются в устойчивые агрегаты в форме сфер.

Ученые проверили, как такие системы влияют на водных обитателей (на примере одноклеточных животных и рачков), а также на водоросли, пшеницу и редис. Пшеницу и редис авторы взяли в качестве модельных объектов вместо сорняков потому, что их рост и особенности развития лучше изучены биологами, поэтому на них было проще корректно оценить влияние гербицидов.

Оказалось, что добавление пиллараренов к гербицидам повысило эффективность последних в 2–4,5 раза в отношении пшеницы, тогда как для водорослей и редиса препараты не стали более токсичными. Такой избирательный эффект очень важен в сельском хозяйстве, поскольку он позволит «настраивать» свойства гербицидов для борьбы с интересующими видами и минимизации вреда для защищаемых от сорняков растений.

При этом комплексы с пиллараренами оказались относительно безопасны для водных организмов. Так, чтобы вызвать токсический эффект у одноклеточных и рачков, понадобились концентрации в два раза большие, чем в случае чистых гербицидов.