Szpinak wysyła e-maile

Brzmi to jak scenariusz kiepskiego filmu. Oto szalony naukowiec tworzy drapieżne rośliny, które – na dodatek – potrafią wysyłać e-maile. Albo inna historia: podczas eksperymentów biotechnologicznych coś wymknęło się spod kontroli i badane rośliny zaczęły wysyłać e-maile.

Żaden z tych fantastycznych (choć i nieco przerażających) scenariuszy nie jest prawdziwy. Ale ten prawdziwy wielu może się wydawać fantastyczny. Na jednej z najlepszych uczelni na świecie, amerykańskiej MIT (Massachusetts Institute of Technology), udało się przekształcić rośliny w żywe czujniki potrafiące wykrywać zanieczyszczenia gleby i wody. Ale to dopiero początek historii. Następnie nauczono się zamieniać tak pozyskaną informację w światło, które może zostać zarejestrowane przez specjalne czujniki. Te, gdy zostaną uruchomione, informują badaczy, że zostało wykryte zanieczyszczenie. Informują, np. wysyłając e-maila. W skrócie mówiąc, mamy, choć na razie tylko w laboratorium, rośliny, które mejlowo ostrzegają o wykrytym zanieczyszczeniu. Fantastyczne – prawda?

Dopiero się uczymy

Tą rośliną jest szpinak, w którego liściach zainstalowano nanorurki węglowe. Tym zanieczyszczeniem są związki azotu, a konkretnie azotany aromatyczne. Roślina wykrywa je przez swój system korzeniowy. Zanieczyszczenie może znaleźć się w glebie albo w wodzie, którą roślina pozyskuje.

Rośliny są bardzo wrażliwe na zmianę warunków, w których funkcjonują. Niewielka różnica temperatury bądź naświetlenia jest natychmiast przez roślinę wykrywana. Tak samo jak obecność bądź niedobór jakichś substancji (związków chemicznych). Naukowcy nie musieli uczyć roślin rejestrowania informacji, bo one i tak to robią. Musieli jednak znaleźć sposób na to, by informacje od rośliny pozyskać, by zrozumieć jej język. W tym konkretnym eksperymencie udało się to przez zainstalowanie w liściach nanorurek węglowych oraz przez zastosowanie systemu kamer, które rejestrują fluorescencję liści. Nie ma pewności, czy będzie to uniwersalny sposób na podsłuchiwanie roślin, bo tego typu eksperymenty dopiero się rozpoczęły. Nasza świadomość komunikacji roślin też jest stosunkowo niewielka. Też dopiero się jej uczymy. A jest o co walczyć, bo świat roślin jest ogromny i zrozumienie sposobu jego funkcjonowania przyniesie ogrom informacji o świecie ożywionym. Ponadto – i tutaj wracam do opisywanego eksperymentu – rośliny mogą być wykorzystywane jako czujniki. Tak będzie taniej i skuteczniej. Zamiast budować np. w lesie stację naszpikowaną elektronicznymi miernikami jakości powietrza, wody, gleby, temperatury czy oświetlenia, lepiej przysłuchiwać się drzewom, które te wszystkie parametry mierzą. Na dodatek robią to nieustannie i komunikują to innym drzewom. Tylko jak dobrać się do tych informacji?

Zrozumiałe języki

Pierwsza udana próba to eksperyment przeprowadzony w MIT ze szpinakiem. Ale już teraz mówi się, że kolejne będą dotyczyły rejestrowania szerokiego spektrum różnych związków chemicznych, a także takich parametrów klimatycznych jak temperatura, wilgotność czy nasłonecznienie. Poniekąd te informacje są pozyskiwane już dzisiaj. Na przykład satelity przyglądają się lasom i rejestrują nawet niewielkie różnice w kolorach liści. Gdy na jakimś obszarze liście zaczynają zmieniać odcień, znaczy to, że drzewa reagują na jakąś zmianę. Być może na tym obszarze doszło do skażenia chemicznego, ale bardziej prawdopodobne, że ma tam miejsce inwazja szkodników albo poziom wód gruntowych obniżył się na tyle, że rośliny mają problem z pobieraniem wody. Od lat prowadzi się też (także satelitarnie) analizy występowania różnych gatunków roślin. Dzięki temu można wyciągać wnioski dotyczące zmian klimatu (w tym średniej temperatury).

Te analizy robi się jednak na dużym obszarze. Gdyby udało się podsłuchiwać to, co rejestrują pojedyncze rośliny, wtedy czułość takiej metody byłaby niesamowita. Do tego – jak się dzisiaj wydaje – musimy jednak w liściach albo w łodygach instalować niewielkie układy elektroniczne, które impulsy, sygnały, jakimi posługują się rośliny, mogłyby tłumaczyć na język zrozumiały dla nas albo dla wybudowanej przez nas elektroniki. A jeżeli chcemy, by to podsłuchiwanie odbywało się bezprzewodowo, komunikację musimy oprzeć na falach elektromagnetycznych. Mogą być one rejestrowane np. z pokładów satelitów albo z kamer zainstalowanych w pewnej odległości i rejestrujących większy obszar (jak w przypadku szpinaku wykrywającego związki azotu). Nadawanie roślinom nowych właściwości to nowa dziedzina nauki zwana nanobioniką. Warto tę nazwę zapamiętać, bo z czasem będzie się ona coraz częściej pojawiać w doniesieniach naukowych.

Rośliny są doskonałymi analizatorami swojego otoczenia. Ich korzenie wchodzą bardzo głęboko w glebę i pozyskują duże ilości wody, a liście wystawione na wiatr rejestrują wszystko, co znajduje się w powietrzu. Dzięki nanobionice być może uda się te informacje pozyskać. A wtedy stwierdzenie, że roślina wysyła e-maile, nie będzie już nikogo dziwiło. •

«« | « | 1 | » | »»

aktualna ocena |   |
głosujących |   |
Pobieranie.. Ocena | bardzo słabe | słabe | średnie | dobre | super |

Wiara_wesprzyj_750x300_2019.jpg