Toți fanii filmului „Avatar” au observat probabil uimitoarea plante luminoase din jungla Pandora. Dar acum aceasta nu mai este science-fiction, doar recent, oamenii de știință au inventat plante care pot străluci puternic noaptea.
Primele prototipuri
Primele astfel de mostre au fost obținute de echipa lui Stephen Howell în 1986. Modificând genetic morcovii obișnuiți și tutunul, aceștia au început să conțină o luciferază (regiunea plantelor responsabilă de luminescență), dar plantelor le lipsea luciferină (pigmentul care strălucește). Întreaga dificultate constă în faptul că pentru a obține luciferaza a fost necesar să se adauge o singură genă la ADN, dar pentru a obține luciferină a fost nevoie de un întreg set dintre ele. Ca urmare, plantele create astfel au necesitat tratament cu lucefirina sau adăugarea acesteia în sol. Acest lucru poate fi văzut și din fotografiile unor astfel de plante, în care rădăcinile și tulpinile de tutun strălucesc mult mai strălucitoare, de-a lungul cărora trece enzima luminoasă.
Prima plantă care ar putea străluci singură a fost creată abia în 2010. Oamenii de știință din Israel și SUA au găsit o modalitate de a forța plantele să producă singure lucefirina. Pentru a face acest lucru, au adăugat o genă de la bacteria Photobacterium leiognathi. În plus, gena din bacterie a fost introdusă în gena cloroplastului, astfel încât să nu poată fi eliberată cu polen.
Dar astfel de plante străluceau doar puțin pentru a vedea efectul, a fost necesar să se facă fotografii cu o viteză mare de expunere. Această situație a fost asociată cu eșecul genelor de a înrădăcina într-un corp străin. Cu toate acestea, creatorul metodei de producere a plantelor luminoase a înregistrat un brevet pentru acestea. La urma urmei, pentru a continua munca și a efectua o serie de experimente, acest lucru a fost destul de suficient.
Pas înainte
Cercetătorii nici măcar nu au nevoie să fie hrăniți dacă li se oferă posibilitatea de a atașa luciferaze la orice genă pentru a vedea cum încep să funcționeze și să strălucească în consecință. Această abordare nu funcționează ca colorant, dă lumină naturală pură. Inițial, nu a fost planificat să se folosească tehnica plantelor luminoase pentru ceva șic Doar un grup de studenți de la Cambridge a venit cu o astfel de idee. În 2010, nouă suflete curajoase și-au propus să creeze plante ornamentale, care va străluci cu adevărat.
Tinerii au introdus o enzimă pentru sinteza luciferinei în enzimă pentru recuperarea acesteia (depășind dificultățile tuturor dezvoltărilor anterioare), folosind genele licuriciului Luciola cruciata ca bază. Am făcut o serie de alte îmbunătățiri. Ca urmare, a fost creat un balon cu bacterii care a dat suficientă lumină chiar și pentru citire.
Strălucește!
Apariția masivă a licuricilor verzi a fost posibilă prin întâlnirea dintre Omri Amirav-Drori, antreprenorul Anthony Evans și geneticianul Kyle Taylor. Planul pe care l-au lansat la San Francisco a fost o demonstrație a posibilităților ingineriei genetice.
Pentru testele lor, experții și-au ales planta preferată, Arabidopsis thaliana. Era o varză sălbatică care explorase aproape complet potențialul genetic. Această plantă a fost chiar lansată în spațiu de o stație sovietică, iar NASSA intenționează să o folosească pentru a înverzi luna. Următorul pas pentru oamenii de știință va fi să creeze un trandafir luminos.
Întrucât nu se aștepta sprijin din partea statului, un grup de specialiști a creat pe site-ul Kickstarter un proiect care necesita aproximativ 60.000 de dolari, dar datorită popularității ideii, băieții au reușit să strângă peste 400.000 de dolari. Pentru toți cei care au ajutat financiar la dezvoltarea proiectului, oamenii de știință au promis că vor trimite semințe de plante care vor crește și vor începe să strălucească.
Îndoielile Verzilor
Ce zici de conservatori? Inițial, au răspuns bine la o astfel de muncă. La urma urmei, dacă plantezi o mulțime de copaci luminoși de-a lungul străzii, poți economisi multă energie electrică și poți reduce poluarea mediu. Nu numai asta, dar astfel de plante ar putea fi completări incredibil de frumoase la orice design interior sau peisaj. Dar când a venit vorba de antrenament, Verzii au tras un semnal de alarmă.
Potrivit unor experți, răspândirea masivă a plantelor luminoase poate duce la o eliberare necontrolată în lumea din jurul nostru Elemente OMG. Toți cei care au ajutat proiectul au putut crește licurici și nu a fost nevoie să vorbim despre vreun control asupra acestui lucru. Mai mult, guvernul american nu putea exercita controlul asupra unor astfel de plante, deoarece acestea nu erau consumate ca hrană.
Scopul nostru este propriul nostru FabLab din Sankt Petersburg!
Urmăriți știrile!
Ideea oamenilor de știință de la Institutul de Inginerie din Massachusetts a avut succes și acum există plante care strălucesc. Cu ajutorul lor străzile vor fi iluminate.
Inginerii genetici americani, împreună cu nanotehnologii, au reușit să dezvolte plante luminoase. Experimentele au fost efectuate pe mostre de creson sau de nasturel, o planta semiacvatica din familia varzei.
Pentru a obține strălucire, în plante au fost introduse pigmenți-lucefirine, o enzimă oxidantă specială asemănătoare cu genele licuricilor și bacteriilor luminoase. Aceste elemente au fost transportate în țesuturile plantelor folosind nanoparticule de siliciu. Când intră în plante, intră într-o reacție, în urma căreia începe să se elibereze energie și planta strălucește.
Modificarea genelor și experimentele cu gene nu au fost efectuate. Oamenii de știință au luat o altă cale și au început să introducă pur și simplu particulele necesare în plantă. Planta este înmuiată în soluție, creând hipertensiune arterială, iar particulele pătrund în plantă prin micropori.
Bineînțeles că ne-am trezit imediat probleme etice. Este acest lucru dăunător plantelor și interferează cu funcționarea lor normală? Oamenii de știință i-au asigurat imediat pe ecologisti că nu este dăunător.
Compoziția elementelor introduse include și o coenzimă specială care poate elimina substanțe nocive rezultate din oxidare.
Aplicații ale plantelor luminoase
De ce au venit cu un astfel de „miracol” - o plantă și unde poate ajuta? Nu există plante în natură care să strălucească. Doar câteva organisme vii au capacitatea de a străluci.
Potrivit cercetătorilor, astfel de plante au fost crescute pentru a le folosi pentru a ilumina străzile noaptea fără felinare. Particulele luminescente vor circula în plantă în acest fel, astfel încât să strălucească noaptea.
Dacă experimentul are succes complet, va fi posibil să economisiți energie electrică. Potrivit statisticilor, aproape 20% din toată energia electrică produsă este cheltuită pentru iluminatul stradal.
În acest stadiu, acest lucru este imposibil, iar plantele îndepărtate, deși strălucesc, nu pot fi înlocuite complet corpuri de iluminat ei nu pot. Este imposibil să citești sub ele fără a-ți încorda vederea. Deocamdată, lumina lor este suficientă pentru a ilumina o potecă pentru pietoni sau chiar o autostradă.
Primele mostre au strălucit doar 45 de minute, apoi au reușit să obțină o strălucire de 4 ore. Oamenii de știință doresc să obțină un rezultat în care plantele strălucesc de-a lungul vieții. În plus, aș dori, de asemenea, să simplific livrarea de reactivi și să fac ceva ca un spray.
Oamenii de știință măresc treptat puterea ierbii luminoase și poate că în viitorul apropiat iarba luminoasă va putea deveni o sursă de lumină cu drepturi depline.
Ca obiect de „evidențiere”, oamenii de știință au ales modelul de plantă preferat al geneticienilor - rizomul discret al lui Tal. Arabidopsis thaliana. Dacă totul merge bine cu el, atunci la următoarea etapă biologii promit să facă trandafirul să strălucească.
Interesant este că „biohackerii”, așa cum i-a poreclit presa, nu au nevoie de niciun permis pentru a lucra. Autorii proiectului spun că, conform legilor SUA, plantele luminoase nu sunt supuse reglementării: nu sunt destinate consumului uman sau animal, iar agenția federală agricolă APHIS (Animal and Plant Health Inspection Service) este interesată doar de metodă. de introducere a transgenelor. Dacă genele sistemului luciferazei sunt introduse în plantă folosind o metodă care nu folosește agenți patogeni (inițial s-a planificat să se utilizeze un agent patogen condiționat Agrobacterium), APHIS nu va putea interfera cu munca lui Evans și a colegilor săi.
A apărut, pe lângă presa de specialitate activistă de mediu, în The Guardian. Organizația canadiană ETC Group a fost cea mai activă - a încercat să organizeze o campanie publică menită să pună presiune pe Kickstarter pentru a nu oferi finanțare „biohackerilor”.
Este greu de spus dacă Evans și asociații săi vor putea depăși rezistența și vor livra semințele la timp pasionaților care au susținut proiectul. Până acum se pare că au șanse mult mai mari de acest lucru decât AquaBounty cu somonul lor îndelungat. La urma urmei, „biohackerii”, spre deosebire de AquaBounty, Monsanto și alte companii de biotehnologie, vor trebui să lupte nu cu birocrația americană sub forma FDA, ci cu opinia publică și activiștii de mediu, care, din fericire sau din păcate, nu sunt încă așa. puternic.
Plante strălucitoare
Strălucirea plantelor în întuneric este un fenomen destul de neobișnuit și necunoscut de mulți. Dar dacă la sfârșitul verii, după ploi calde, te afli noaptea într-o pădure mixtă rară sau într-o poiană cu cioturi vechi de pin, molid, mesteacăn, aspin sau arin, unde s-au adunat în mod repetat ciuperci cu miere, vei să poți admira această imagine fabuloasă cu proprii tăi ochi. Aruncă o privire mai atentă - și în liniștea misterioasă dintre siluetele întunecate ale copacilor care șoptesc în întunericul unei nopți de vară, vei vedea „lumini” magice strălucind cu lumină fosforescentă. Încercați să loviți un pium putred cu o secure ușoară sau să tăiați un strat subțire de scoarță: scânteile se vor împrăștia în lateral ca „lumini” de lemn putred. Acasă, un astfel de lucru putred nu strălucește mult timp.
Pe lemnul expus unui astfel de lemn putred, este ușor de observat vene negre sau „cordoane” maro închis ramificate (rizomorfe) care se termină în fire subțiri albicioase - miceliu. Acesta este un miceliu de ciuperci binecunoscute care s-au așezat pe lemn - ciuperca de miere de toamnă sau vară. Aceste ciuperci strălucesc nu cu capacele sau tulpinile lor, ci cu miceliul lor, care se țese în jurul lemnului distrus ca o pânză subțire. Și se pare că întreg ciotul sau copacul putred este strălucitor!
Sporii de ciuperci de miere din sol nu se tem de schimbările bruște de temperatură. Pe lângă corpurile fructifere, în miceliu apar rizomorfi în creștere, care infectează rădăcinile copacilor și trec prin ele la trunchi, ridicându-se la o înălțime de 2,5-3 m (Fig. 12). Apariția miceliului pe un copac viu (cel mai adesea prin scoarța deteriorată) duce la distrugerea lemnului și la moartea acestuia.
Orez. 12. Ciuperca de miere de pe un trunchi de copac afectată de rizomorfii săi
După cum puteți vedea, acestea ciuperci comestibile nu numai că oferă plăcere sub formă de alimente proaspăt preparate sau depozitate pentru utilizare ulterioară, ci provoacă și daune silviculturii.
Există informații că, în unele cazuri, o altă ciupercă comună în Regiunea Pământului Non-Negru, adevăratul fluture, strălucește, mai ales când corpul său fructifer este deja supracoapt și începe să se prăbușească.
Suprafața apei cuve și tăvi ghivece de floriîn sere și sere sunt adesea acoperite cu așa-numitele alge aurii (Chromophyton Rosanoffii), vizibile doar la microscop, zoosporii cărora dau o strălucire aurie spectaculoasă sub iluminare direcționată. Datorită prezenței unui cromatofor în fiecare zoospor și a capacității acestuia de a orienta suprafața sferică reflectorizante în direcția fluxului de lumină, cea mai intensă reflexie are loc la vizualizarea suprafeței apei sub cel mai mic. unghi ascuțit la ea. Dacă te uiți la apa de sus perpendicular, învelișul de alge pare incolor și nu dă deloc strălucire. Dar acest efect nu mai apare din cauza propriei străluciri, ci doar datorită captării luminii și reflectării sale direcționate.