Rastliny, ktorých citlivosť na výbušniny prevyšuje citlivosť psov, pochádzajú od amerických biológov. Aby sa vytvorili neobvyklé živé senzory, vedci upravili mechanizmus ochrany rastlín tak, aby reagoval na požadovaný stimul zmenou farby lístia
Takmer každá rastlina môže byť vyrobená ako senzor: všetky majú jeden alebo iný ochranný systém a obsahujú proteíny vhodné na modifikáciu. Na snímke: profesor Madford (vpravo) a postdokument Peter Bowerman
Ochranný systém, nemilosrdne využívaný vedcami, bol rastlinami „vymyslený“už dávno. Je to jednoduché: ak nemôžu uniknúť z miesta, kde vyrastajú, musia sa naučiť chrániť sa pred vonkajšími hrozbami. Listy tabaku, ktoré trpia dobrou chuťou housenky, začínajú vylučovať látky, ktoré priťahujú dravých hmyzov. Iné rastliny, ktoré detegovali proteínové receptory útočníka, emitujú do tkanív terpenoidy, ktoré sprísňujú kutikulu listov.
Vedci prišli na to, ako využiť tento mechanizmus na svoje vlastné účely. Ako morčatá si tím genetikov pod vedením profesora Júna Medforda vybral Arabidopsis, obľúbeného biológa a tabak.
Vedci prišli na to, ako využiť tento mechanizmus na svoje vlastné účely. Ako morčatá si tím genetikov pod vedením profesora Júna Medforda vybral Arabidopsis, obľúbeného biológa a tabak.
Vedci predpokladali, že je potrebné zmeniť receptorový proteín v bunkových stenách tak, aby v prostredí rastliny vyvolal obranný mechanizmus, „snímanie“výbušných chemikálií alebo znečisťujúcich látok vody a vzduchu.
Biológovia pomocou špeciálneho počítačového programu vypočítali, ako zmeniť prírodné proteíny rastliny tak, aby vykonávali požadované funkcie. Potom sa uskutočnili vhodné modifikácie pomocou metód genetického inžinierstva.
Výsledkom bolo, že v prítomnosti signalizačnej látky (najbežnejšej zložky bômb, trinitrotoluénu) celé lôžko geneticky modifikovaných rastlín (Arabidopsis aj tabak) začalo strácať zelenú farbu, čo výskumníkom dáva jasný signál.
Propagačné video:
Reakcia modifikovaného tabaku na prítomnosť TNT (23 ppb) v pôde sa objaví v priebehu niekoľkých hodín (čas je označený horizontálne). Na ľavej strane je znázornená zmena farby listu voľným okom. Vpravo: hyperspektrálne zobrazovanie zmien v účinnosti fotosystému II.
V súčasnej štúdii bola pôda nasýtená TNT, pričom sa izolovali listy z pár TNT a jej produktov rozkladu. Samostatný experiment však ukázal, že tabakové klíčky boli v prítomnosti prchavých foriem bledé. Spodok: Najlepšia reakcia zo závodu (ilustrácia CSU).
Ako však samotní vývojári poznamenávajú, čo sa deje vo výskumnom laboratóriu, kde je množstvo svetla počas dňa rovnaké, „nie je tu žiadny vietor, dážď a škodcovia, ako aj ľudia, ktorí striekajú kávu“.
Zatiaľ nie je známe, či budú rámy detektorov kovov a iných skenerov pokryté rastlinami. Podľa Madforda bude trvať najmenej 5 až 7 rokov, kým sa nahradia tradičné metódy zisťovania výbušnín (foto CSU).
Vedci učili prvú generáciu tabaku blednúť do niekoľkých hodín po objavení výbušnín. Ktokoľvek môže rozpoznať „odpoveď“rastliny. Zatiaľ však nebol vynájdený žiadny mechanizmus na vrátenie listov do ich prirodzenej farby.
V budúcnosti môžu byť rastliny vyladené tak, aby zachytávali znečisťujúce látky životného prostredia a ďalšie chemické zlúčeniny.
Vedci však teraz čelia ďalšej dôležitej úlohe: urýchliť proces zisťovania požadovaných látok. Madford bude do riešenia tohto problému zapojiť všetkých svojich zamestnancov a má ich veľa: okolo 30 študentov, postgraduálnych študentov a postgraduálov. Účel: zmena farby listov v priebehu niekoľkých minút.
Článok tvorcov hadích rastlín bol uverejnený v otvorenom prístupe v časopise PLoS ONE. V ňom Američania tvrdia, že citlivosť rastlín je porovnateľná a niekedy dokonca vyššia ako citlivosť psov.
Súčasná práca sa začala v roku 2003. Niekoľko zainteresovaných organizácií poskytlo finančnú podporu naraz. Približne 3 milióny dolárov sa investovali do vývoja živých výbušných senzorov v grantoch.
Aby sme na tento vývoj upozornili, Americká agentúra na zníženie hrozieb obrany (DTRA), hlavný hráč v tejto oblasti, pridelila skupine Madford ďalších 8 miliónov dolárov. Vedci odhadujú, že dokončenie práce bude trvať ďalšie 3 až 4 roky.
Rastliny sa už pokúsili naučiť detekciu mín. Dánska spoločnosť Aresa Biodetection upravila Arabidopsis tak, aby jeho listy sfarbili červeno-hnedé miesto zelenej za 3 až 5 týždňov (na obrázkoch) v prítomnosti oxidu dusičitého z nevybuchnutej bane v pôde.
V roku 2008 spoločnosť uznala vývoj za komerčne nerentabilný, opustila ďalšie investície do biotechnológie a prešla na iný druh činnosti (foto gizmag, zo stránok technoccult.net, storyofcool.com).
Júna je presvedčená, že rastliny Bloodhound sa môžu predávať ako geneticky modifikované sadenice a že takéto zelené budú stáť menej ako bežné rámové skenery.
Predtým sa na odhaľovaní výbušnín podieľali včely, potkany, mory, pivovarské droždie a baktérie (foto z thehoneybeeconservancy.org).
V budúcnosti sa rastliny môžu naučiť rozoznávať niekoľko znečisťujúcich látok naraz a zmena farby lístia sa dá
monitorovať dokonca aj z vesmíru. Vývojári snívajú.
The New York Times ide o krok ďalej a uvádza, aké zvukové oznámenia na letisku budú znieť v budúcnosti: „Ukážte svoj preukaz totožnosti a palubný lístok a choďte za rododendronovú stenu.“