Svi ljubitelji filma "Avatar" verovatno su primetili neverovatne svetleće biljke Pandorine džungle. Ali sada ovo više nije naučna fantastika, naučnici su izmislili biljke koje mogu blistati noću.
Prvi prototipovi
Prve takve uzorke tim Stephena Howella dobio je još 1986. godine. Genetski modificirajući obične šargarepe i duhan, počele su sadržavati jednu luciferazu (područje biljaka odgovorno za luminescenciju), ali je biljkama nedostajao luciferin (pigment koji svijetli). Cijela poteškoća je bila u činjenici da je za dobivanje luciferaze bilo potrebno dodati jedan gen u DNK, ali da bi se dobio luciferin bio je potreban čitav skup njih. Zbog toga su biljke stvorene na ovaj način zahtijevale tretman lucefirinom ili dodavanje u tlo. To se može vidjeti i na fotografijama takvih biljaka, na kojima korijenje i stabljike duhana svijetle mnogo jače, duž kojih prolazi svijetleći enzim.
Prva biljka koja je mogla sama da svetli nastala je tek 2010. godine. Naučnici iz Izraela i SAD-a smislili su način da natjeraju biljke da same proizvode lucefirin. Da bi to učinili, dodali su gen iz bakterije Photobacterium leiognathi. Osim toga, gen iz bakterije je umetnut u gen kloroplasta tako da se ne može osloboditi polenom.
Ali takve biljke su tek blago blistale da bi se vidio efekat, bilo je potrebno fotografirati s velikom brzinom zatvarača. Ova situacija je bila povezana s neuspjehom gena da se ukorijene u stranom tijelu. Međutim, tvorac metode za proizvodnju svijetlećih biljaka registrirao je patent za njih. Uostalom, za nastavak rada i provođenje niza eksperimenata, to je bilo sasvim dovoljno.
Korak naprijed
Istraživače čak ni ne treba hraniti ako im se pruži prilika da prikače luciferaze na bilo koji gen kako bi vidjeli kako će početi raditi i blistati u skladu s tim. Ovaj pristup ne djeluje kao boja, već daje čisto prirodno svjetlo. U početku nije bilo planirano da se tehnika svetlećih biljaka koristi za nešto šik. Samo grupa studenata Kembridža došla je na takvu ideju. U 2010. godini devet hrabrih duša krenulo je da stvara ukrasnih biljaka, koji će zaista zablistati.
Mladi su uveli enzim za sintezu luciferina u enzim za njegovu redukciju (prevazilaženje poteškoća svih dosadašnjih razvoja), koristeći kao osnovu gene krijesnice Luciola cruciata. Napravili smo niz drugih poboljšanja. Kao rezultat, stvorena je boca s bakterijama koja je davala dovoljno svjetla čak i za čitanje.
Sjaji!
Masovnu pojavu zelenih krijesnica omogućio je susret Omrija Amirava-Drorija, preduzetnika Entonija Evansa i genetičara Kajla Tejlora. Plan koji su pokrenuli u San Franciscu bio je demonstracija mogućnosti genetskog inženjeringa.
Za svoje testove stručnjaci su odabrali njihovu omiljenu biljku Arabidopsis thaliana. Bio je to divlji kupus koji je skoro potpuno istražio genetski potencijal. Ovu biljku je čak lansirala sovjetska stanica u svemir, a NASSA planira da je iskoristi za ozelenjavanje mjeseca. Sljedeći korak za naučnike će biti stvaranje svjetleće ruže.
Pošto se podrška države nije očekivala, grupa stručnjaka je na Kickstarter web stranici kreirala projekat za koji je bilo potrebno oko 60.000 dolara, ali zahvaljujući popularnosti ideje, momci su uspjeli prikupiti više od 400.000 dolara. Svima koji su finansijski pomogli u razvoju projekta, naučnici su obećali da će poslati sjeme biljaka koje će rasti i početi svijetliti.
Sumnje zelenih
Šta je sa zaštitnicima prirode? U početku su dobro reagirali na takav rad. Uostalom, ako posadite puno svjetlećih stabala duž ulice, možete uštedjeti mnogo struje i smanjiti zagađenje okruženje. I ne samo to, takve biljke mogu biti nevjerovatno lijepi dodaci svakom interijeru ili dizajnu krajolika. Ali kada je u pitanju trening, Zeleni su oglasili alarm.
Prema nekim stručnjacima, masovna distribucija svijetlećih biljaka može dovesti do nekontrolisanog oslobađanja u svet oko nas GMO elementi. Svi koji su pomogli u projektu mogli su uzgajati krijesnice i o kontroli nad tim nije bilo potrebe ni govoriti. Štaviše, američka vlada nije mogla vršiti kontrolu nad takvim biljkama, jer se one nisu konzumirale kao hrana.
Naš cilj je vlastiti FabLab u St. Petersburgu!
Pratite vijesti!
Ideja naučnika sa Massachusetts Institute of Engineering bila je uspješna i sada postoje biljke koje svijetle. Uz njihovu pomoć ulice će biti osvijetljene.
Američki genetski inženjeri, zajedno s nanotehnolozima, uspjeli su razviti svijetleće biljke. Eksperimenti su rađeni na uzorcima potočarke ili potočarke, poluvodene biljke porodice kupusnjača.
Za postizanje sjaja u biljke su uvedeni pigmenti-lucefirini, poseban oksidirajući enzim sličan genima krijesnica i svijetlećih bakterija. Ovi elementi su transportovani u biljna tkiva pomoću silicijumskih nanočestica. Kada uđu u biljke, stupaju u reakciju, uslijed koje se počinje oslobađati energija i biljka svijetli.
Modifikacija gena i eksperimenti sa genima nisu vršeni. Naučnici su krenuli drugim putem i počeli jednostavno unositi potrebne čestice u biljku. Biljka je natopljena rastvorom, stvarajući visok krvni pritisak, a čestice prodiru u biljku kroz mikropore.
Naravno da smo odmah ustali etička pitanja. Da li je ovo štetno za biljke i da li to ometa njihovo normalno funkcioniranje? Naučnici su odmah uvjerili ekolozi da nije štetan.
Sastav uvedenih elemenata uključuje i poseban koenzim koji može ukloniti štetne materije koje nastaju oksidacijom.
Primjena svjetlećih biljaka
Zašto su smislili takvo "čudo" - biljku i gdje može pomoći? U prirodi nema biljaka koje sijaju. Samo nekoliko živih organizama ima sposobnost da sija.
Prema istraživačima, takve biljke su uzgajane kako bi se njima osvjetljavale ulice noću bez lampiona. Luminescentne čestice će na taj način cirkulirati u biljci tako da sijaju noću.
Ako eksperiment bude u potpunosti uspješan, moći će se uštedjeti na struji. Prema statistikama, skoro 20% sve proizvedene električne energije troši se na uličnu rasvjetu.
U ovoj fazi to je nemoguće, a uklonjene biljke, iako svijetle, ne mogu se u potpunosti zamijeniti rasvjetna tijela ne mogu. Nemoguće je čitati ispod njih bez naprezanja vida. Za sada je njihova svjetlost dovoljna da osvijetli stazu za pješake ili čak autoput.
Prvi uzorci su sijali samo 45 minuta, a zatim su uspjeli postići 4-satni sjaj. Naučnici žele postići rezultat u kojem biljke svijetle cijeli život. Osim toga, želio bih pojednostaviti isporuku reagensa i napraviti nešto poput spreja.
Naučnici postepeno povećavaju snagu svjetleće trave, a možda će u bliskoj budućnosti svjetleća trava moći postati punopravni izvor svjetlosti.
Kao predmet "isticanja", naučnici su odabrali omiljenu modelnu biljku genetičara - neupadljivi Talov rizom. Arabidopsis thaliana. Ako sve bude u redu s njim, onda u sljedećoj fazi biolozi obećavaju da će ruža zasjati.
Zanimljivo je da „biohakerima“, kako ih je štampa prozvala, nije potrebna nikakva dozvola za rad. Autori projekta kažu da prema američkim zakonima, svjetleće biljke ne podliježu regulaciji: nisu namijenjene za ishranu ljudi ili životinja, a federalnu poljoprivrednu agenciju APHIS (Animal and Plant Health Inspection Service) zanima samo metoda uvođenja transgena. Ako se geni luciferaznog sistema unesu u biljku metodom koja ne koristi patogene (u početku je planirano da se koristi uslovno patogen Agrobacterium), APHIS neće moći da ometa rad Evansa i njegovih kolega.
Pojavio se, pored specijalizovane štampe ekoloških aktivista, u The Guardianu. Kanadska organizacija ETC Group bila je najaktivnija - pokušala je organizirati javnu kampanju osmišljenu da izvrši pritisak na Kickstarter da ne obezbijedi sredstva za "biohakere".
Teško je reći hoće li Evans i njegovi saradnici uspjeti savladati otpor i na vrijeme isporučiti sjeme entuzijastima koji su podržali projekat. Za sada se čini da imaju mnogo veće šanse za to od AquaBountyja sa svojim dugotrajnim lososom. Uostalom, “biohakeri” će se, za razliku od AquaBountyja, Monsanta i drugih biotehnoloških kompanija, morati boriti ne s američkom birokratijom u vidu FDA, već s javnim mnijenjem i aktivistima za zaštitu okoliša, koji to, na sreću ili nesreću, još nisu moćan.
Sjajne biljke
Sjaj biljaka u mraku prilično je neobičan fenomen i mnogima nije poznat. Ali ako se na kraju ljeta, nakon tople kiše, nađete noću u rijetkoj mješovitoj šumi ili na proplanku sa starim panjevima bora, smrče, breze, jasike ili johe, gdje su se pečurke više puta sakupljale, budite u mogućnosti da se svojim očima divite ovoj fantastičnoj slici. Pogledajte pažljivije - i u tajanstvenoj tišini među tamnim siluetama drveća koje šapuće u mraku ljetne noći, vidjet ćete magična "svjetla" koja sijaju fosforescentnom svjetlošću. Pokušajte udariti truli pium laganom sjekirom ili otkinuti tanak sloj kore: iskre će se raspršiti na strane kao "svjetla" trulog drveta. Kod kuće takva trula stvar ne svijetli dugo.
Na izloženom drvetu takvog trulog drveta lako se primjećuju crne žile ili razgranate tamnosmeđe "žice" (rizomorfi) koje završavaju tankim bjelkastim nitima - micelijem. Ovo je micelijum dobro poznatih gljiva koje su se naselile na drvetu - jesenje ili ljetne gljive. Ove gljive ne sijaju svojim klobukom ili peteljkama, već svojim micelijumom koji se poput tanke mreže plete oko uništenog drveta. I čini se da cijeli panj ili trulo drvo svijetli!
Spore gljiva meda u tlu se ne boje naglih promjena temperature. Osim plodnih tijela, u miceliju se pojavljuju rastući rizomorfi, koji inficiraju korijenje drveća i kroz njih prelaze do stabala, uzdižući se do visine od 2,5-3 m (Sl. 12). Pojava micelija na živom drvetu (najčešće kroz oštećenu koru) dovodi do uništenja drveta i njegove smrti.
Rice. 12. Medonosna gljiva na stablu drveća zahvaćena svojim rizomorfima
Kao što vidite, ove jestive pečurke ne samo da pružaju zadovoljstvo u obliku svježe pripremljene ili uskladištene hrane za buduću upotrebu, već i nanose štetu šumarstvu.
Postoje informacije da u nekim slučajevima još jedna gljiva uobičajena u Ne-crnozemlju, pravi leptir, svijetli, posebno kada je njeno plodište već prezrelo i počinje propadati.
Vodena površina bačva i tacni saksije u staklenicima i staklenicima često su prekrivene takozvanim zlatnim algama (Chromophyton Rosanoffii), vidljivim samo pod mikroskopom, čije zoospore daju spektakularan zlatni sjaj pod usmjerenim svjetlom. Zbog prisustva hromatofora u svakoj zoospore i njene sposobnosti da orijentiše reflektujuću sfernu površinu u pravcu toka svetlosti, najintenzivnija refleksija se javlja kada se površina vode posmatra ispod najmanje akutni ugao njoj. Ako gledate vodu odozgo okomito, premaz od algi izgleda bezbojno i uopće ne daje sjaj. Ali ovaj efekat se više ne javlja zbog sopstvenog sjaja, već samo zbog hvatanja svetlosti i njenog usmerenog odraza.