Εντυπωσιακή αύξηση της φωτοσυνθετικής ικανότητας ενός είδους κάρδαμου,
ενσωματώνοντας νανοϋλικά στους χλωροπλάστες του, πέτυχε ομάδα
επιστημόνων στις ΗΠΑ. Τα αποτελέσματα της δουλειάς τους αποδεικνύουν ότι
η μηχανική βελτίωση των φυτών είναι δυνατή. Πώς μπορεί να εφαρμοστεί η
νέα τεχνολογία; Υπάρχει αρνητική πλευρά στην είδηση;
Η φωτοσύνθεση είναι μία ιδιαίτερα πολύπλοκη βιολογική διεργασία, μέσω της οποίας οι φωτοσυνθετικοί οργανισμοί, όπως τα φυτά, μετατρέπουν τη φωτεινή ενέργεια σε χημική. Οι χημικές αντιδράσεις της διαδικασίας στα φυτά γίνονται στους χλωροπλάστες, ένα είδος πλαστιδίων, που βρίσκονται στα φυτικά κύτταρα και είναι, με λίγα λόγια, τα κυτταρικά εργοστάσια που μετατρέπουν το φως του ήλιου και το διοξείδιο του άνθρακα σε ενέργεια και σάκχαρα.
Ως γνωστόν, από τις αντιδράσεις της φωτοσύνθεσης απελευθερώνεται το απαραίτητο για τη ζωή οξυγόνο. Για αυτό. άλλωστε, η φωτοσύνθεση θεωρείται η βασική βιολογική λειτουργία ανακύκλωσης του οξυγόνου στη φύση. Όμως, τα φυτά, ακόμα και στην πιο παραγωγική τους φάση, μπορούν, υπό φυσιολογικές συνθήκες, να απορροφήσουν μόνο το 10% του πλήρους ηλιακού φωτός. Θα μπορούσαν, άραγε, με κάποιο τρόπο να βελτιώσουν τις επιδόσεις τους;
Τα κατάφεραν, δηλαδή, βελτιώνοντας μηχανικά τα φυτά. Αρχικά, θέλησαν να δουν πόσο εύκολα μπορούσαν να περάσουν νανοσωλήνες άνθρακα στους χλωροπλάστες, ούτως ώστε η ομάδα να δει πώς μπορούσαν να επηρεάσουν τη φωτοσύνθεση. Όπως φάνηκε, δεν ήταν καθόλου δύσκολο, όπως αναφέρουν με δημοσίευσή τους, στις 16 Μαρτίου, στο Nature Materials.
Οι νανοσωλήνες, επικαλυμμένοι με μονόκλωνο DNA, πέρασαν μέσα από τις μεμβράνες των χλωροπλαστών του Arabidopsis thaliana, ένα είδος κάρδαμου που χρησιμοποιείται, συχνά, στα πειράματα και την έρευνα γύρω από τα φυτά. Διαπιστώθηκε ότι επέτρεψαν στα φωτοσυνθετικά συστήματα του φυτού να ενεργοποιούνται από περισσότερα μήκη κύματος του φωτός, σε σχέση με προηγουμένως.
Στις δοκιμές τους, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν μία μπογιά που αλλάζει χρώμα όταν απορροφά ηλεκτρόνια. Αυτά τα φορτισμένα σωματίδια παράγονται κατά τη διάρκεια της φωτοσύνθεσης, άρα όσο περισσότερη ήταν η φωτοσυνθετική δραστηριότητα τόσο πιο δραστική θα ήταν και η αλλαγή στο χρώμα της μπογιάς. Και αυτό ακριβώς παρατήρησε η ομάδα στα φυτά που είχαν νανοσωλήνες.
Τέλος, οι επιστήμονες απέδειξαν ότι οι νανοσωλήνες άνθρακα είναι ικανοί να ανιχνεύσουν νιτρικό οξείδιο στο περιβάλλον, διευρύνοντας το φάσμα των αισθητηριακών ικανοτήτων στα φυτά. Έτσι, ένα φυτό μπορεί να βελτιωθεί ώστε να λειτουργεί ως φωτονικός χημικός αισθητήρας.
Η βελτίωση των φυτών με νανοσωματίδια μπορεί να συμβάλει στην ανάπτυξη μεγαλύτερων ικανοτήτων συλλογής φωτός, αλλά και βιοχημικής ανίχνευσης, άρα βελτιωμένη απόδοση, καταλήγουν στη δημοσίευσή τους οι επιστήμονες. Ήδη, γίνονται εικασίες σχετικά με χρησιμοποίηση της τεχνικής για την παραγωγή περισσότερου οξυγόνου, για παράδειγμα, σε βάσεις στο διάστημα ή για τη μακροβιότητα των καλλιεργειών.
Ωστόσο, η ανακάλυψη έχει προκαλέσει και μία ανησυχία, με ορισμένους να σημειώνουν ότι η επέμβαση στη φύση είναι επικίνδυνη και ότι θα πρέπει, μελλοντικά, να ελεγχθεί κατά πόσο τα νανοσωματίδια αποτελούν κίνδυνο, όταν, παραδείγματος χάρην, καταναλωθούν κατά λάθος ή πού καταλήγουν όταν το φυτό πεθάνει.
Σε κάθε περίπτωση, τα "σούπερ φυτά", έχουν έρθει. Και όπως για κάθε επίτευγμα, αναμένουμε τη συνέχεια, ελπίζοντας να αποδειχθεί ευεργετική, για τον άνθρωπο και το περιβάλλον μας.
pathfinder.gr
ntokoumentagr.blogspot.gr