Komunikacja z roślinami stała się faktem. Zespół naukowców pod kierunkiem Nanyang Technological University w Singapurze opracował urządzenie, które może dostarczać sygnały elektryczne do i od roślin. Naukowcy byli w stanie wykorzystać tę technologię, do sprawienia, aby rośliny wykonywały proste polecenia.
Elektrokardiogram (EKG)
Naukowcy od dziesięcioleci wiedzą, że rośliny wysyłają sygnały elektryczne, aby wyczuwać i reagować na swoje środowisko. Jednak sygnały te są bardzo słabe i są wykrywalne jedynie, gdy elektroda ma dobry kontakt z powierzchnią rośliny. Owłosione, woskowate i nieregularne struktury roślin utrudniają podłączenie dowolnego cienkowarstwowego urządzenia elektronicznego i uzyskanie niezawodnej transmisji sygnału. Aby sprostać temu wyzwaniu, zespół NTU czerpał inspirację z elektrokardiogramu (EKG), który służy do wykrywania nieprawidłowości serca poprzez pomiar aktywności elektrycznej generowanej przez narząd.
Jak działa pułapka?
Jeśli potencjalna ofiara potrąci znajdujący się na liściach pułapkowych jeden włosek dwa razy, bądź pojedynczo dwa inne w odstępie mniejszym niż ok. pół minuty, pułapka zamyka się w czasie zwykle krótszym od 1 sekundy.
Roślina rozpoczyna wydzielanie enzymów trawiennych. Trawienie trwa kilka dni, w zależności od wielkości ofiary. Po zakończeniu tego procesu pułapka otwiera się i czyha na kolejnego owada (liczba zamknięć pułapki jest ograniczona do około 2-4, czasami do 1).
Jeżeli pułapka nie nadaje się już do łapania zdobyczy, usycha, zaś na jej miejsce szybko wyrasta nowa.
Wykonanie polecenia
Profesor Katedry Nauki o Materiałach i Inżynierii w NTU Chen Xiaodong umieścił przyrząd pomiarowy na powierzchni muchołówki. Urządzenie ma średnicę 3 mm i jest nieszkodliwe dla rośliny. Nie wpływa na jej zdolność do fotosyntezy, a jednocześnie skutecznie wykrywa sygnały elektryczne. Za pomocą smartfona, zespół przesyłał impulsy elektryczne do urządzenia dzięki czemu zdołano zmusić muchołówkę do zamykania liści na żądanie w ciągu zaledwie 1,3 sekundy.
Rewolucja dla rolników
Naukowcy twierdzą, że ich odkrycia, opublikowane w styczniu w czasopiśmie naukowym Nature Electronics, pokazują perspektywy przyszłego projektowania roślinnych systemów technologicznych.
Zespół badawczy przewiduje przyszłość, w której rolnicy będą mogli podjąć kroki zapobiegawcze w celu ochrony swoich upraw, korzystając z opracowanego przez siebie urządzenia „komunikacyjnego”.
Świat przyszłości wg badaczy
„Urządzenie może teraz przylegać do większej liczby typów powierzchni roślin i jest to bezpieczniejsze, co stanowi ważny krok naprzód w dziedzinie elektrofizjologii roślin” – powiedział współautor badania - profesor Loh Xian Jun w rozmowie z “Advanced Materials”. Podkreślił też, że „stwarza to nowe możliwości zastosowania technologii bazujących na roślinach.”
„Zmiany klimatyczne zagrażają bezpieczeństwu żywności na całym świecie. Monitorując sygnały elektryczne roślin, możemy być w stanie wykryć możliwe sygnały o niebezpieczeństwie i nieprawidłowości. Rolnicy będą mogli dowiedzieć się, kiedy choroba postępuje, zanim nawet na uprawach pojawią się widoczne objawy, takie jak pożółkłe liście. Może to dać nam możliwość szybkiego działania w celu maksymalizacji plonów.”