Ученые Иллинойского университета установили этот факт благодаря компьютерной симуляции растения. Исследование было частью работы по поиску неконвенциональных способов повышения урожайности. В последнее время урожайность удается повышать всего на 1% в год, однако ученые подсчитали, что к 2050 году для удовлетворения потребности населения Земли необходимо увеличить урожайность на 70−100%. Новые способы повышения урожайности могут работать быстрее уже опробованных и способны помочь селекционерам найти новые важные характеристики для выведения сортов. При этом особое внимание исследователи уделяют сое, поскольку она — главный источник растительного белка в мире и одна из основных сельскохозяйственных культур.

Для проверки результатов моделирования был проведен эксперимент в полях. Сотрудники университета вручную удалили примерно треть листьев на сое. Через некоторое время подсчеты показали, что урожайность на этой культуре выросла на 8% по сравнению с растениями, у которых листья не удаляли. Как объясняют ученые, удаление листьев повысило фотосинтез, снизило интенсивность дыхания и сберегло ресурсы для увеличения урожая, которые иначе бы ушли на рост лишних листьев.

Решение основано на том, что удаление избыточных листьев позволяет солнечному свету лучше проникать через листву, помогая растению стать более продуктивным, так как уменьшает его потребность в воде, углероде и азоте. Кроме того, когда растению не требуется много воды, оно не тратит энергию на рост корней. Все это вместе повышает устойчивость растения к засухе.

В случае удаления 30−40% листьев сои компьютерная модель предсказывала повышение урожайности на 8−10%. Однако сотрудники университета добились повышения урожайности на 8%, отрезав всего лишь 5% листьев.

Теперь ученые хотят оптимизировать листву сои биоинженерными методами или с помощью классической селекции, если найдут родственные виды с меньшим числом листьев в природе.