Taimed, mille tundlikkus lõhkeainete suhtes ületab koerte oma, on pärit Ameerika bioloogide poolt. Ebatavaliste elavate sensorite loomiseks modifitseerisid teadlased looduslikku taimekaitsemehhanismi nii, et see reageerib soovitud stiimulile, muutes lehestiku värvi
Anduriks saab teha peaaegu iga taime: kõigil on üks või teine kaitsesüsteem ja need sisaldavad modifitseerimiseks sobivaid valke. Pildil: professor Madford (paremal) ja postdoktor Peter Bowerman
Kaitsesüsteemi, mida teadlased halastamatult ära kasutasid, leiutasid taimed juba pikka aega tagasi. See on lihtne: kui nad ei pääse põgenema kohast, kus nad üles kasvavad, peavad nad õppima end väliste ohtude eest kaitsma. Nii hakkavad tubakalehed, kannatades kõhkleva rööviku hea isu käes, eritama röövputukaid meelitavaid aineid. Teised taimed, olles tuvastanud ründaja valguretseptorid, eraldavad kudedesse terpenoide, mis pinguldavad lehtede küünenaha.
Teadlased on välja mõelnud, kuidas viimast mehhanismi oma eesmärkidel kasutada. Merisead valis geneetikute meeskond professor June Medfordi juhtimisel bioloogide lemmikuks Arabidopsis ja tubakas.
Teadlased on välja mõelnud, kuidas viimast mehhanismi oma eesmärkidel kasutada. Merisead valis geneetikute meeskond professor June Medfordi juhtimisel bioloogide lemmikuks Arabidopsis ja tubakas.
Teadlaste mõistes oli vaja muuta rakuseintes retseptori valku nii, et see käivitaks kaitsemehhanismi, mis tunneks taime keskkonnas plahvatusohtlikke kemikaale või vee ja õhu saasteaineid.
Bioloogid arvutasid spetsiaalse arvutiprogrammi abil, kuidas muuta taime looduslikke valke nii, et need täidaksid soovitud funktsioone. Seejärel tehti vastavad modifikatsioonid, kasutades geenitehnoloogilisi meetodeid.
Selle tagajärjel hakkas signaalitava aine (pommide kõige tavalisem komponent, trinitrotolueen) juuresolekul kogu geneetiliselt muundatud taimede säng (nii Arabidopsis kui ka tubakas) kaotama rohelist värvi, andes uurijatele selge signaali.
Reklaamvideo:
Modifitseeritud tubaka reaktsioon TNT (23 ppb) esinemisele pinnases ilmneb mitme tunni jooksul (aeg on näidatud horisontaalselt). Vasakul on näidatud lehe värvi muutumine, mis on nähtav palja silmaga. Parempoolne: fotosüsteemi II tõhususe muutuste hüperspektriline kuvamine.
Praeguses uuringus oli pinnas TNT-ga küllastunud, eraldades lehed TNT aurust ja selle lagunemisproduktidest. Eraldi katse näitas, et lenduvate vormide juuresolekul osutusid tubaka idud kahvatuks. Põhi: parim vastus taimelt (CSU illustratsioon).
Kuid nagu arendajad ise märgivad, juhtub teaduslaboris, kus päeva jooksul on sama palju valgust, "pole tuult, vihma ja kahjureid, aga ka inimesi, kes pritsivad kohvi."
Veel pole teada, kas metallidetektorite ja muude skannerite raamid kaetakse taimedega. Madfordi sõnul kulub traditsiooniliste lõhkeainete leidmise meetodite väljavahetamiseks vähemalt 5–7 aastat (foto CSU-st).
Teadlased õpetasid esimese põlvkonna tubakat kahvatuks muutma mõne tunni jooksul pärast lõhkeainete avastamist. Taime "vastust" tunneb ära iga inimene. Kuid lehtede loomuliku värvuse taastamiseks pole veel leiutatud ühtegi mehhanismi.
Tulevikus saab taimi reguleerida keskkonna saasteainete ja muude keemiliste ühendite püüdmiseks.
Nüüd seisavad teadlased silmitsi veel ühe olulise ülesandega: kiirendada vajalike ainete tuvastamise protsessi. Madford kavatseb selle probleemi lahendamisse kaasata kõik oma töötajad ja neid on neil palju: umbes 30 õpilast, kraadiõppurid ja järeldokumendid. Eesmärk: muutke lehtede värvi mõne minuti jooksul.
Madude taimede loojate artikkel avaldati avatud juurdepääsuga ajakirjas PLoS ONE. Selles väidavad ameeriklased, et taimede tundlikkus on võrreldav ja mõnikord isegi suurem kui koerte tundlikkus.
Praegune töö algas 2003. aastal. Mitmed huvitatud organisatsioonid pakkusid rahalist toetust korraga. Toetustena elavate plahvatusohtlike andurite arendamisse investeeriti umbes 3 miljonit dollarit.
Arengut silmas pidades eraldas Ameerika kaitseohtude vähendamise agentuur (DTRA), kes on selle valdkonna põhitegija, Madfordi rühmitusele veel 8 miljonit dollarit. Teadlaste hinnangul kulub töö valmimiseks veel 3-4 aastat.
Taimed on juba proovinud miini avastamist õpetada. Taani ettevõte Aresa Biodetection on Arabidopsist modifitseerinud nii, et selle lehed muutuvad rohelise asemel punakaspruunideks 3–5 nädala jooksul (piltidel), kui pinnases leidub lõhkemata kaevandustest pärit lämmastikdioksiidi.
2008. aastal tunnistas ettevõte arenduse äriliselt kahjumlikuks, loobus edasistest investeeringutest biotehnoloogiasse ja läks üle muud tüüpi tegevusele (foto gizmag, saitidel technoccult.net, storyofcool.com).
June usub, et verekoera taimi saab müüa geneetiliselt muundatud seemikutena ja sellised rohelised maksavad vähem kui tavalised raamskannerid.
Varem olid lõhkeainete avastamisega seotud mesilased, rotid, koid, õllepärm ja bakterid (foto saidil thehoneybeeconservancy.org).
Tulevikus saab taimi õpetada ka mitut saasteainet korraga ära tundma ning lehestiku värvimuutust saab
jälgida isegi kosmosest, unistavad arendajad.
New York Times läheb sammu edasi ja tutvustab, millised lennujaamade heliteated tulevikus kõlavad: "Palun näidake oma isikutunnistust ja pardakaarti ning kõndige mööda rododendroni seinast."
