https://frosthead.com

Како Легос може да промени оно што знамо о биљкама

Више од пола века након што је погодио полице, скромна Лего цигла остаје изузетно успешна играчка, захваљујући свестраности грађевинског блока и вишеструким лиценцним уговорима током последње деценије (што је у последње време катапултирало компанију над Маттелом да би је успело најбољи произвођач играчака на свету).

Али Лего опеке су се такође повремено нашле у лабораторијама као оруђе за научно истраживање. На пример, тим са Универзитета у Кембриџу користио је цигле за изградњу синтетичких костију.

Сада су се истраживачи са Државног универзитета Иова окренули транспарентним Лего циглама као роман, јефтин начин за проучавање раста биљака. Рад, недавно објављен у часопису ПЛОС Оне, тврди да се цигле могу користити за стварање високо прецизних, центиметрских система са хемијским градијентима како би се проучило како хемијске промене утичу на раст корена.

Разумевање утицаја хемијских и животних средина на раст коријена биљке може повећати приносе усјева и дати нам боље разумијевање како ће поједине културе реагирати на климатске промјене.

Лудовицо Цадемартири, доцент за науку о материјалу и инжењерство на Државном универзитету у Иови и коаутор рада, рекао је за Смитхсониан.цом да је идеја о кориштењу Легоса потекла из сесије мозга потакнуте оним колико изненађујуће мало зна о начину биљке одговарају на промене у животној средини.

„Расте консензус да је то једна од најважнијих области којој је потребан развој за науку о биљу и агрономију, “ каже Цадемартири. „Ако желимо да побољшамо приносе усјева, морамо да научимо како биљке реагују на веома сложене изазове заштите животне средине.“

Каже да је разлог што још увек не знамо више о теми, делимично, недостатак алата који су доступни за ове прецизне врсте експеримената. Технике високог нивоа одавно постоје за проучавање малих једноћелијских или вишећелијских организама, али биљке представљају проблем у томе што почињу ситно и расту много већи током времена проучавања. Стакленици раде добро за велике студије које захтевају да све биљке имају хомогено спољно окружење (исти ниво топлоте и влажности, на пример, између осталих фактора). Али замислите биљни експеримент у коме ће научници можда требати да поставе 100 биљака у 100 различитих контролисаних средина, и изнад и испод нивоа тла, при чему свако постављање омогућава довољно простора да биљка расте, а ви почињете да осећате проблем.

Постојеће микрофлуидне технологије омогућавају научницима попут молекуларних биолога да контролишу окружења с прецизношћу од милионинке метра, али ти системи могу бити веома тешки и скупи за надгледање биљних истраживања.

Прозирне Лего цигле представљају сретан медиј, јер су приступачне, али стварају окружења довољно прецизна за озбиљно проучавање, као што су Цадемартири и његов тим сазнали када су почели да истражују идеју.

Истраживачи су изабрали прозирне Лего комаде који се налазе на полицама, а који се могу купити појединачно директно са Легове веб странице, ставити их у аутоклав за стерилизацију, а затим су користили комаде за прављење правокутних контејнера за држање гела или друге замене земље. Контејнери се могу израдити у разним величинама како би се прилагодили различитим величинама биљака или типовима коријена. Када се експеримент заврши, комади се могу сломити, очистити и поново користити.

Докторска студенткиња Кара Линд, још један аутор студије, радила је на начинима како би Лего цигла могла да држи прозирне гелове који се користе као замјена тла како би истраживачи лакше уочили коријенске промјене, извијестио је Иова Стате Невс Сервице. Такође је разрадила начине како да створи посебне хемијске градијенте у структурама, како би видела како биљке реагују на различите хемикалије, било да су токсини или хранљиве материје.

Резултат: "Испоставило се да је Лего из неколико разлога наступио знатно боље него што смо мислили", каже Цадемартири.

За једну, „прозирни Лего је направљен од поликарбоната, тако да може бити стерилисан, што га чини идеалним за биолошки рад“, каже. Цигле су такође хемијски инертне, тако да неће реагирати са околним материјалима и потенцијално покварити експерименте.

Тим настоји да настави развој Легоса као платформе и алата постављеног за озбиљно проучавање биљака, у нади да ће и други научници пронаћи иконе цигле корисне у сопственом истраживању.

Цадемартири каже да је прерано рећи у којој мјери ће научници хтјети или неће узети Легос за проучавање биљака, али је оптимистичан. Наставници већ дуго користе Легос у учионицама, а компанијску линију роботике Миндстормс, осим што га користе за изградњу вештачких костију, истраживачи са Универзитета у Вермонту такође користе да направе робове који мењају облик да "науче" како да ходати. Тако је барем вероватно да ће Лего цигле и даље наћи привремени дом у истраживачким лабораторијама, као и кутију за играчке.

„Оно што смо урадили било је да се натерамо да створимо најједноставније, најјефтиније, најповољније и способније алате које бисмо могли да осмислимо“, каже Цадемартири. „Дакле, надамо се да ће их и други научници сматрати корисним, а ми мислимо да хоће“.

Како Легос може да промени оно што знамо о биљкама