Rostliny, jejichž citlivost na výbušniny převyšuje citlivost psů, pocházejí od amerických biologů. Aby vědci vytvořili neobvyklé živé senzory, upravili přirozený mechanismus ochrany rostlin tak, aby reagoval na požadovaný stimul změnou barvy listů
Senzorem může být téměř každá rostlina: všechny mají jeden nebo druhý ochranný systém a obsahují proteiny vhodné pro modifikaci. Na snímku: Profesor Madford (vpravo) a postdoc Peter Bowerman
Ochranný systém, nemilosrdně využívaný vědci, byl rostlinami „vynalezen“dávno. Je to jednoduché: pokud nemohou uniknout z místa, kde vyrůstají, musí se naučit chránit se před vnějšími hrozbami. Listy tabáku, které trpí dobrou chutí housenky, začnou vylučovat látky přitahující dravé hmyzy. Jiné rostliny, které detekovaly proteinové receptory útočníka, emitují do tkání terpenoidy, které zpřísňují kůžičku listů.
Vědci přišli na to, jak použít tento mechanismus pro své vlastní účely. Jako morčata si tým genetiků vedený profesorem June Medfordem vybral Arabidopsis, oblíbeného biologa a tabák.
Vědci přišli na to, jak použít tento mechanismus pro své vlastní účely. Jako morčata si tým genetiků vedený profesorem June Medfordem vybral Arabidopsis, oblíbeného biologa a tabák.
Jak si vědci představili, bylo nutné v buněčných stěnách změnit receptorový protein tak, aby v prostředí rostliny spustil obranný mechanismus, „snímal“výbušné chemikálie nebo znečišťující látky vody a vzduchu.
Biologové pomocí speciálního počítačového programu vypočítali, jak změnit přírodní proteiny rostliny tak, aby vykonávali požadované funkce. Poté byly provedeny vhodné modifikace metodami genetického inženýrství.
V důsledku toho v přítomnosti signalizační látky (nejběžnější složky bomb, trinitrotoluenu) začalo celé lůžko geneticky modifikovaných rostlin (Arabidopsis i tabák) ztrácet svou zelenou barvu, což vědcům dávalo jasný signál.
Propagační video:
Reakce modifikovaného tabáku na přítomnost TNT (23 ppb) v půdě se objevuje během několika hodin (čas je uveden vodorovně). Vlevo je zobrazena změna barvy listů, viditelná pouhým okem. Vpravo: hyperspektrální zobrazení změn v účinnosti fotosystému II.
V současné studii byla půda nasycena TNT a izolovaly se listy od páry TNT a jejích produktů rozkladu. Samostatný experiment však ukázal, že tabákové klíčky byly v přítomnosti těkavých forem bledé. Spodní: Nejlepší reakce rostliny (obrázek CSU).
Ale jak si sami vývojáři všimnou, co se děje ve výzkumné laboratoři, kde je množství světla během dne stejné, „neexistuje žádný vítr, déšť a škůdci, stejně jako lidé stříkající kávu“.
Dosud není známo, zda budou rámy detektorů kovů a dalších skenerů pokryty rostlinami. Podle Madforda bude trvat nejméně 5-7 let, než budou nahrazeny tradiční metody vyhledávání výbušnin (foto CSU).
První generace tabákových vědců se „naučila“, aby zbledla během několika hodin po objevení výbušnin. Kterákoli osoba může rozpoznat „odpověď“rostliny. Mechanismus pro navrácení listů do jejich přirozené barvy však dosud nebyl vynalezen.
V budoucnu mohou být rostliny vyladěny tak, aby zachytávaly látky znečišťující životní prostředí a další chemické sloučeniny.
Vědci však nyní stojí před dalším důležitým úkolem: urychlit proces detekce požadovaných látek. Madford do řešení tohoto problému zapojí všechny své zaměstnance a má jich mnoho: asi 30 studentů, postgraduálních studentů a postdoktorandů. Účel: během několika minut změňte barvu listů.
Článek tvůrců hadí rostliny je publikován v otevřeném přístupu v časopise PLoS ONE. V něm Američané tvrdí, že citlivost rostlin je srovnatelná a někdy dokonce vyšší než citlivost psů.
Současná práce začala v roce 2003. Několik zúčastněných organizací poskytlo finanční podporu najednou. Asi 3 miliony dolarů bylo investováno do vývoje živých výbušných senzorů v grantech.
Abychom na tento vývoj upozornili, přidělila agentura American Defense Threat Reduction Agency (DTRA), hlavní hráč v této oblasti, skupině Madford dalších 8 milionů dolarů. Vědci odhadují, že dokončení práce bude trvat další 3 až 4 roky.
Rostliny se již pokusily naučit detekci dolů. Dánská společnost Aresa Biodetection upravila Arabidopsis tak, aby její listy z červenohnědé místo zelené za 3-5 týdnů (na obrázcích), pokud je v půdě přítomen oxid dusičitý z nevybuchlých dolů.
V roce 2008 společnost uznala vývoj za komerčně nerentabilní, opustila další investice do biotechnologie a přešla na jiný typ činnosti (foto gizmag, ze stránek technoccult.net, storyofcool.com).
Červen se domnívá, že rostliny krveprolití mohou být prodávány jako geneticky modifikované sazenice a že takové zelené budou stát méně než běžné rámové skenery.
Dříve byly do odhalování výbušnin zapojeny včely, krysy, můry, pivovarské kvasnice a bakterie (foto z thehoneybeeconservancy.org).
V budoucnu mohou být rostliny také naučeny rozpoznávat několik znečišťujících látek najednou, a změna barvy listů může být
sledována i z vesmíru, vývojáři sní.
The New York Times jde o krok dále a uvádí, jak budou zvuková oznámení na letišti znít jako v budoucnu: „Uveďte prosím svůj průkaz totožnosti a palubní vstupenku a projděte se kolem rododendronové zdi.“