Az első sikeres alkotás egy többszínű, sötétben világító fa

Egy kínai kutatócsoport olyan növényeket hozott létre, amelyek több színben világítanak, a valaha látott legnagyobb intenzitással. A csapat célja, hogy biolumineszcens növények felhasználásával éjszakai világítási rendszereket hozzanak létre.

Azok a növények, amelyek elég fényt bocsátanak ki ahhoz, hogy tisztán lássunk egy sötét úton, talán valami sci- fi vagy mitológiai történetnek tűnnek. Valójában azonban amerikai tudósok létrehoztak egy növényt, amely halvány zöld fényt bocsát ki. Ezt a növényt még kereskedelmi forgalomba is hozták.

Nemrégiben egy kínai kutatócsoport még tovább ment, amikor bejelentette, hogy olyan növényeket hoztak létre, amelyek képesek többszínű fényt kibocsátani, a valaha volt legnagyobb fényintenzitással.

„Képzeljünk el egy olyan világot, mint az Avatar című filmben, ahol világító fák világítják meg az egész ökoszisztémát” – mondta Shuting Liu biológus, a kantoni Dél-kínai Mezőgazdasági Egyetem előadója és a Matter folyóiratban augusztus 27-én megjelent tanulmány társszerzője. „Ezt a víziót valósággá szeretnénk tenni olyan anyagok felhasználásával, amelyek már könnyen elérhetők a laboratóriumokban. Képzeljünk el egy napot, amikor világító fák válthatják fel az utcai lámpákat.”

A világító növény létrehozásához Liu és kollégái stroncium-aluminát nanorészecskéket injektáltak az Echeveria mebina szárába. A stroncium-aluminát egy olyan anyag, amelyet gyakran használnak világító játékokban. Az a tulajdonsága, hogy elnyeli a fényt, majd fokozatosan fényt bocsát ki.

A kínai tudósok módszere teljesen eltér a Massachusetts Institute of Technology (MIT - USA) kutatócsoportja által úttörő génszerkesztési technikától.

A növényekbe nanorészecskéket injektálva a genetikai módosítás helyett a csapat olyan növényeket tudott létrehozni, amelyek különféle színekben, többek között vörösben, kékben és zöldben világítanak. A korábbi kísérletekben a növények által kibocsátott fény csak zöld volt, a növények természetes tulajdonságai miatt.

„A génszerkesztés érdekes megközelítés” – mondta Liu a CNN-nek –, „de minket néhány szervetlen anyag inspirált, amelyeket fénnyel ’töltenek’ fel, majd fokozatosan világítanak. Korábban is voltak kísérletek világító növények létrehozására, ami a növényi világítás koncepciójához vezetett, sőt, növényekből készült utcai lámpákhoz is. Tehát a célunk az, hogy többszínű világító anyagokat integráljunk a növényekbe, hogy hosszú ideig tárolhassuk a fényt. Ez leküzdheti a színkorlátozást is, és módot biztosít a fény fotoszintézistől független tárolására és kibocsátására.”

A csapat egy 56 pozsgás növényből álló fal építésével demonstrálta új kutatásának lehetőségeit. A kibocsátott fény elég erős volt ahhoz, hogy az emberek tisztán lássák a betűket, képeket, sőt még a növényektől körülbelül 10 cm távolságra álló emberek testét is.

Miután stroncium-alumináttal injektálták és néhány percre napfényre tették, a növény akár két órán át is képes világítani. Bár a fény idővel elhalványul, a növény még sokszor feltöltődik napfény hatására. Liu elmondta, hogy a stroncium-aluminát injekció hatása nagyon tartós. Huszonöt nappal az injekció beadása után a pozsgás levelek még mindig világítottak ultraibolya fénnyel stimulálva, még azután is, hogy elszáradtak.

A pozsgás növény erősen világít a sötétben, annyira, hogy megvilágítja a közelében lévő embereket. (Forrás: CNN)

A stroncium-aluminát lebontásának és a növények károsodásának kockázatának kiküszöbölésére a csapat egy kémiai bevonatot fejlesztett ki, amely beborítja az anyagot. Egy másik, a Nature Biotechnology folyóiratban megjelent tanulmányban a tudósok azt is kimutatták, hogy a biolumineszcens gombákból származó genetikai adatok növényekbe történő beépítése nagyon fényesen világít, ami egy „fenntartható és hatékony világítási rendszer” létrehozásának lehetőségét sugallja.

Nem mindenki optimista a fák világításra való felhasználásának lehetőségével kapcsolatban. „Tetszik a kutatás. Érdekes. De azt hiszem, ez egy kicsit meghaladja a jelenlegi képességeinket, és valószínűleg túl sok a fáknak” – mondta John Carr professzor, a Cambridge-i Egyetem növénytudományi szakértője. „Tekintettel arra, hogy a fák csak korlátozott mennyiségű energiát bocsátanak ki, nem hiszem, hogy a közeljövőben felváltják majd az utcai lámpákat.”

Liu maga is elismerte, hogy a csoport által létrehozott világító növények „még messze vannak a valódi világítási képességektől”, mivel a lumineszcencia intenzitása túl gyenge a gyakorlati alkalmazásokhoz. Ezenkívül a csoport továbbra is értékeli az világító részecskék biztonságosságát zöld növényekkel, valamint állatokkal való érintkezés esetén.

Egyelőre úgy gondolja, hogy az újonnan létrehozott világító fa csak dekorációnak vagy művészi éjszakai fénynek alkalmas. Liu azonban továbbra is bízik benne, hogy a jövőben növelni tudja a fényerőt, valamint a biztonsági aggályokat is figyelembe veszi, hogy gyönyörű, éjszaka önvilágító kerteket hozzon létre.

A természetben a tudomány még nem talált olyan magasabb rendű zöld növényt, amely úgy világítana, mint amilyeneket az Avatar című filmben leírtak. Az „világító fák” jelensége, amelyet az emberek néha az erdőben vagy a korhadt fán látnak, gyakran más, rajtuk szimbiotikusan vagy parazitaként élősködő élőlényekből ered. A legkiemelkedőbbek a világító gombák és néhány világító baktérium csoportja, amelyek halvány fényt hoznak létre, ami miatt sokan tévesen azt hiszik, hogy a fa egy fényforrás.

A gombavilágban a tudósok több mint 80 olyan gombafajt regisztráltak, amelyek képesek természetes módon világítani. Ezek a fajok széles körben elterjedtek a világ számos párás erdőterületén, különösen a trópusokon.

A kibocsátott fény gyakran lágy zöld, amely sötétben is elég jól látható. Erre kiváló példa az Armillaria mellea gomba, más néven mézgomba. Micéliuma képes behatolni a fa gyökereibe vagy a korhadó fába, és világítani, így az egész fa világítani látszik a sötétben.

Japánban és Ázsia egyes részein a Mycena chlorophos faj gyönyörű zöld fényt kibocsátó apró termőtesteiről híres. Eközben az Észak-Amerikában és Európában korhadt fán növő Panellus stipticus gomba is meglehetősen erős lumineszcenciával rendelkező faj. Ezen gombák lumineszcencia-mechanizmusa hasonló a szentjánosbogarakéhoz, a luciferáz enzim és a szervezetben található luciferin anyag közötti kémiai reakción alapul.

(Vietnám+)

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