Den första framgångsrika skapandet av ett flerfärgat glödande träd i mörkret

Växter som avger tillräckligt med ljus för att se tydligt på en mörk väg kan verka som något hämtat ur science fiction eller mytologi. Men faktum är att amerikanska forskare har skapat en växt som avger ett svagt grönt ljus. Denna växt har till och med kommersialiserats.

Nyligen gick en grupp kinesiska forskare längre när de tillkännagav att de hade skapat växter med förmågan att avge flerfärgat ljus, med den största ljusintensiteten någonsin.

”Föreställ dig en värld som i filmen Avatar, där glödande träd lyser upp hela ekosystemet”, säger biologen Shuting Liu, föreläsare vid South China Agricultural University i Guangzhou och medförfattare till studien som publicerades den 27 augusti i tidskriften Matter. ”Vi vill förverkliga denna vision med hjälp av material som redan finns lättillgängliga i labbet. Föreställ dig en dag då glödande träd skulle kunna ersätta gatlyktor.”

För att skapa den lysande växten injicerade Liu och hans kollegor nanopartiklar av strontiumaluminat i stjälkarna på Echeveria mebina. Strontiumaluminat är ett material som vanligtvis används i lysande leksaker. Det har egenskapen att absorbera ljus och sedan gradvis avge ljus.

De kinesiska forskarnas metod skiljer sig helt från den genredigeringsteknik som en forskargrupp vid Massachusetts Institute of Technology (MIT - USA) banade väg för.

Genom att injicera nanopartiklar i växterna istället för att genetiskt modifiera dem kunde teamet skapa växter som lyser i en mängd olika färger, inklusive rött, blått och grönt. I tidigare experiment var ljuset som växterna avgav endast grönt, på grund av växternas naturliga egenskaper.

”Genredigering är ett intressant tillvägagångssätt”, berättade Liu för CNN, ”men vi inspirerades av vissa oorganiska material som ’laddas’ med ljus och sedan gradvis lyser. Det har också gjorts tidigare försök att konstruera lysande växter, vilket har lett till konceptet att belysa med växter, till och med gatlyktor gjorda av växter. Så vårt mål är att integrera flerfärgade lysande material i växter för att lagra ljus under lång tid. Detta övervinner också färgbegränsningen och ger ett sätt att lagra och avge ljus oberoende av fotosyntes.”

Teamet demonstrerade potentialen i sin nya forskning genom att bygga en vägg gjord av 56 suckulenta växter. Ljuset de avgav var tillräckligt starkt för att människor tydligt skulle kunna se bokstäver, bilder och till och med kropparna av människor som stod cirka 10 cm från växterna.

Efter att ha injicerats med strontiumaluminat och placerats i solljus i några minuter kan växten glöda i upp till två timmar. Även om ljuset avtar med tiden kan växten fortfarande laddas om många gånger genom exponering för solljus. Liu sa att effekten av strontiumaluminatinjektionen är mycket långvarig. Tjugofem dagar efter injektionen glödde de suckulenta bladen fortfarande när de stimulerades med ultraviolett ljus, även efter att de hade vissnat.

Suckulentväxten lyser starkt i mörkret, tillräckligt för att lysa upp människor i närheten. (Källa: CNN)

För att övervinna risken för att strontiumaluminat bryts ner och skadar växter utvecklade teamet en kemisk beläggning som omsluter materialet. I en annan studie publicerad i tidskriften Nature Biotechnology visade forskarna också att införandet av genetiska data från bioluminescerande svampar i växter får dem att lysa mycket starkt, vilket antyder potentialen att skapa ett "hållbart och effektivt belysningssystem".

Alla är dock inte optimistiska om möjligheten att använda träd för belysning. ”Jag gillar forskningen. Den är intressant. Men jag tror att det ligger lite bortom våra nuvarande möjligheter, och förmodligen för mycket för träd”, säger professor John Carr, expert på växtvetenskap vid University of Cambridge, Storbritannien. ”Med tanke på att träd bara avger en begränsad mängd energi tror jag inte att de kommer att ersätta gatlyktor inom en snar framtid.”

Liu själv medgav att de lysande växterna som skapats av gruppen "fortfarande är långt ifrån att uppnå verklig ljusförmåga" eftersom luminiscensintensiteten är för svag för att användas i praktiska tillämpningar. Dessutom fortsätter gruppen att utvärdera säkerheten hos de lysande partiklarna när de kommer i kontakt med gröna växter, såväl som med djur.

För närvarande tror hon att det nyskapade lysande trädet bara är lämpligt som dekoration eller konstnärlig nattlampa. Men Liu hoppas fortfarande kunna öka ljusnivån i framtiden, samt ta itu med säkerhetsproblem, för att skapa vackra självbelysande trädgårdar på natten.

I naturen har vetenskapen ännu inte hittat några högre gröna växter som kan glöda som de som beskrivs i filmen Avatar. Fenomenet med "glödande träd" som människor ibland ser i skogen, eller på ruttet trä, härrör ofta från andra organismer som lever symbiotiskt eller parasitiskt på dem. De mest framträdande är gruppen av självlysande svampar och vissa självlysande bakterier, vilka skapar ett svagt ljus som får många att felaktigt tro att trädet är en ljuskälla.

Inom svampvärlden har forskare registrerat mer än 80 arter av svampar som har förmågan att naturligt glöda. Dessa arter är vitt spridda i många fuktiga skogsområden runt om i världen , särskilt i tropikerna.

Ljuset de avger är ofta mjukt grönt, tillräckligt synligt för att synas i mörker. Ett utmärkt exempel är svampen Armillaria mellea, även känd som honungssvamp. Dess mycel kan penetrera trädrötter eller ruttnande trä och glöda, vilket gör att hela trädet ser ut att glöda i mörker.

I Japan och delar av Asien är arten Mycena chlorophos känd för sina små fruktkroppar som avger ett vackert grönt ljus. Samtidigt är svampen Panellus stipticus, som växer på ruttet trä i Nordamerika och Europa, också en art med ganska stark luminiscens. Luminiscensmekanismen hos dessa svampar liknar eldflugors, baserad på en kemisk reaktion mellan enzymet luciferas och ämnet luciferin i kroppen.

(Vietnam+)

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