První úspěšné vytvoření vícebarevného svítícího stromu ve tmě

Rostliny, které vyzařují dostatek světla pro jasné vidění na tmavé silnici, se mohou zdát jako něco ze sci- fi nebo mytologie. Ve skutečnosti však američtí vědci vytvořili rostlinu, která vyzařuje slabé zelené světlo. Tato rostlina byla dokonce komerčně využita.

Nedávno skupina čínských vědců zašla ještě dál, když oznámila, že vytvořila rostliny se schopností vyzařovat vícebarevné světlo, s největší intenzitou světla vůbec.

„Představte si svět jako ve filmu Avatar, kde zářící stromy osvětlují celý ekosystém,“ řekl biolog Shuting Liu, přednášející na Jihočínské zemědělské univerzitě v Kantonu a spoluautor studie publikované 27. srpna v časopise Matter. „Chceme tuto vizi proměnit ve skutečnost s využitím materiálů, které jsou již snadno dostupné v laboratoři. Představte si den, kdy by zářící stromy mohly nahradit pouliční osvětlení.“

Aby Liu a jeho kolegové vytvořili zářící rostlinu, vstříkli do stonků rostliny Echeveria mebina nanočástice hlinitanu strontnatého. Hlinitan strontnatý je materiál běžně používaný ve svítící hračce. Má schopnost absorbovat světlo a poté ho postupně vyzařovat.

Metoda čínských vědců se zcela liší od techniky genové editace, kterou propagovala výzkumná skupina na Massachusettském technologickém institutu (MIT - USA).

Vstřikováním nanočástic do rostlin namísto jejich genetické modifikace se týmu podařilo vytvořit rostliny, které září v různých barvách, včetně červené, modré a zelené. V předchozích experimentech bylo světlo vyzařované rostlinami pouze zelené, a to kvůli jejich přirozeným vlastnostem.

„Genální editace je zajímavý přístup,“ řekl Liu CNN, „ale inspirovali nás některé anorganické materiály, které jsou ‚nabité‘ světlem a poté postupně září. Už dříve se také objevily pokusy o vytvoření zářících rostlin, které vedly ke konceptu osvětlení pomocí rostlin, dokonce i pouličních lamp vyrobených z rostlin. Naším cílem je tedy integrovat do rostlin vícebarevné světelné materiály, aby se světlo dlouhodobě ukládalo. To také překonává omezení barev a poskytuje způsob, jak ukládat a vyzařovat světlo nezávisle na fotosyntéze.“

Tým demonstroval potenciál svého nového výzkumu vybudováním zdi z 56 sukulentních rostlin. Světlo, které vyzařovaly, bylo dostatečně silné, aby lidem umožnilo jasně vidět písmena, obrázky a dokonce i těla lidí stojících asi 10 cm od rostlin.

Po injekci hlinitanu strontnatého a umístění na několik minut na sluneční světlo může rostlina svítit až dvě hodiny. Ačkoli světlo časem slábne, rostlina se může vystavením slunečnímu záření mnohokrát dobít. Liu uvedl, že účinek injekce hlinitanu strontnatého je velmi dlouhodobý. Dvacet pět dní po injekci listy sukulentu stále zářily, když byly stimulovány ultrafialovým světlem, a to i poté, co uvadly.

Sukulentní rostlina ve tmě silně září, natolik, že osvětlí lidi v její blízkosti. (Zdroj: CNN)

Aby se překonalo riziko rozkladu hlinitanu strontnatého a poškození rostlin, tým vyvinul chemický povlak, který materiál obaluje. V další studii publikované v časopise Nature Biotechnology vědci také ukázali, že vložení genetických dat z bioluminiscenčních hub do rostlin způsobí, že budou velmi jasně zářit, což naznačuje potenciál pro vytvoření „udržitelného a efektivního osvětlovacího systému“.

Ne všichni jsou však optimističtí ohledně vyhlídky na využití stromů k osvětlení. „Výzkum se mi líbí. Je zajímavý. Ale myslím, že je trochu nad naše současné možnosti a pro stromy je to pravděpodobně příliš,“ řekl profesor John Carr, odborník na botanické vědy z Univerzity v Cambridgi ve Velké Británii. „Vzhledem k tomu, že stromy vyzařují jen omezené množství energie, si nemyslím, že v blízké budoucnosti nahradí pouliční osvětlení.“

Sám Liu připustil, že zářící rostliny vytvořené skupinou „stále zdaleka nedosahují skutečných světelných schopností“, protože intenzita luminiscence je příliš nízká na to, aby se dala použít v praktických aplikacích. Skupina navíc nadále vyhodnocuje bezpečnost zářících částic při kontaktu se zelenými rostlinami i se zvířaty.

Prozatím si myslí, že nově vytvořený svítící strom je vhodný pouze jako dekorace nebo umělecké noční světlo. Liu však stále doufá, že v budoucnu zvýší úroveň světla a zároveň se zaměří na bezpečnostní problémy, aby v noci vytvořila krásné samosvíticí zahrady.

V přírodě věda dosud nenašla žádné vyšší zelené rostliny, které by mohly zářit tak, jako ty popsané ve filmu Avatar. Fenomén „zářících stromů“, které lidé někdy vidí v lese nebo na shnilém dřevě, často pochází z jiných organismů žijících na nich symbioticky nebo paraziticky. Nejvýznamnější jsou skupina luminiscenčních hub a některé luminiscenční bakterie, které vytvářejí tlumené světlo, jež mnoho lidí mylně vede k domněnce, že strom je zdrojem světla.

Ve světě hub vědci zaznamenali více než 80 druhů hub, které mají schopnost přirozeně zářit. Tyto druhy jsou široce rozšířené v mnoha vlhkých lesních oblastech po celém světě , zejména v tropech.

Světlo, které vyzařují, je často jemně zelené, dostatečně viditelné, aby bylo vidět i ve tmě. Ukázkovým příkladem je houba Armillaria mellea, známá také jako medová houba. Její mycelium může proniknout kořeny stromů nebo hnijícím dřevem a zářit, takže se zdá, že celý strom ve tmě září.

V Japonsku a některých částech Asie je druh Mycena chlorophos známý svými malými plodnicemi, které vyzařují krásné zelené světlo. Houba Panellus stipticus, která roste na shnilém dřevě v Severní Americe a Evropě, je také druhem s poměrně silnou luminiscencí. Mechanismus luminiscence těchto hub je podobný mechanismu světlušek a je založen na chemické reakci mezi enzymem luciferázou a látkou luciferin v těle.

(Vietnam+)

Zdroj: https://www.vietnamplus.vn/lan-dau-che-tao-thanh-cong-cay-tu-phat-sang-da-sac-trong-bong-toi-post1059868.vnp