Váš budoucí domov má veškeré moderní vybavení. Heliport pro vaše létající auto, robotický šéfkuchař, stěny dotykové obrazovky. A pak jsou pokojové rostliny. Mohou vypadat jako obyčejné rostliny pavouků a lilie míru. Ale jednoho dne, z ničeho nic, rostliny začnou zářit děsivě fialovou barvou.
Uh oh. Musíte mít problém s plísní. Rostliny, jak vidíte, jsou biosenzory, které monitorují zdraví vašeho domova: mohou vám sdělit, že když jsou úrovně radonu nebo oxidu uhelnatého příliš vysoké, jestli se pod tapetou koupelny skrývá škodlivá plíseň, zda někdo v domě vydechuje částice viru chřipky, mimo jiné nebezpečí.
Jak to zní futuristicky, mohou být tyto biosenzory pokojové rostliny realitou dlouho před létáním aut. Nový článek vědeckých pracovníků z University of Tennessee vědců podrobně popisuje možnosti, z koncepčního hlediska, použití geneticky modifikovaných rostlin ke sledování našeho domácího prostředí.
"Cílem je navrhnout pokojové rostliny, vaše malé zelené přátele, aby vám řekli o tom, co se ve vašem domě děje, bez ohrožení, " říká Neal Stewart, profesor rostlinných věd, který vedl výzkum.
Článek zkoumá proveditelnost konstrukcí různých typů pokojových rostlin, které dávají signály, když snímají konkrétní kontaminanty prostředí. Zabývá se také tím, jak lze tyto rostliny nejlépe začlenit do domácích vzorů.
Nejlepší druhy rostlin, které by se měly použít, by byly rostliny s velkými, pestrobarevnými listy a světle zbarvenými květinami, což by usnadnilo detekci barevných změn, říká Stewart. Rostliny by mohly při vystavení nebezpečím změnit barvu nebo fluoreskovat. Vědci již dlouho vědí, jak zajistit, aby rostliny fluoreskovaly vložením genů z fluorescenční medúzy do rostlinných buněk; trik by vedl k tomu, že se tato fluorescence zapne pouze v přítomnosti určitých podnětů, jako je radon.
Chcete-li získat maximální vizuální informace, potřebujete více rostlin, než jen příležitostný pot a tam. Vědci předpokládali celou „inteligentní rostlinnou zeď“, která by byla jak vizuálně přitažlivá, tak poskytovala dostatečně vysokou hustotu listů, aby předvedla jakékoli změny barev nebo fluorescenci. Rostliny by mohly být nejlépe umístěny poblíž zpětných průduchů topného, ventilačního a klimatizačního systému domu, protože tam by byly nejvíce koncentrovány plyny jako těkavé organické sloučeniny (VOC) emitované plísněmi.
Vývoj v syntetické biologii by mohl umožnit pokojovým rostlinám působit jako fytosenzory. (C. Bickel / Science) Myšlenka použití rostlin jako biosenzorů - „fytosenzorů AKA“ - není nová. Výzkum financovaný z DARPA ukázal, že rostliny lze konstruovat tak, aby detekovaly TNT, přičemž někteří biologové rostlin doufají, že by to nakonec mohlo vést k věcem, jako jsou letištní bezpečnostní systémy na rostlinách, kde by cestující mohli putovat zahradou, jejíž rostliny by varovaly autority před přítomností drogy nebo výbušniny. Další výzkum, včetně Stewartova vlastního, ukázal, že rostliny mohou být zkonstruovány tak, aby detekovaly vlastní choroby, a informovaly zemědělce, zda ve skleníku existuje hrozba.
"Stejně jako si dokážeme představit řadu terénních patogenních fytosenzorů dávajících včasné varování před chorobami rostlin, můžeme si představit, že domácí sentinelové fytosenzory viditelně varují před plísní nebo jinými riziky, než mohou ovlivnit naše zdraví, " píše se v článku Science .
K. Peter Pauls, profesor rostlinného zemědělství na Univerzitě v Guelphu v Ontariu, říká, že zeď biosenzoru pokojové rostliny není „mimo sféru možností.“ Aby se tam dostali, museli by vědci v rámci kaskády událostí zřídit rostlina tak, aby byla citlivá na to, co chtějí, aby detekovala (radon, plísně atd.) a připojila ji k vizuálnímu reportérovému systému, jako je změna barvy nebo fluorescence.
"Nedokážu si představit, že by bylo natahování natáhnout pár, kteří reagují (změna barvy nebo fluorescence) na nějaký senzorický systém, " říká Pauls.
Pro Stewart a jeho tým bude dalším krokem inženýrství některých rostlin, které budou reagovat na konkrétní podněty a zahájit experimenty. Nepředpokládají, že stěny fytosenzorů přicházejí do vašeho domova kdykoli brzy, ale považují projekt za dlouhodobý proces, možná zapojují občanské vědce, kteří pomáhají s výzkumem, prováděním domácích experimentů s geneticky modifikovanými rostlinami.
Práce byla spolupráce mezi Stewartem a jeho manželkou Susan Stewart a profesorkou interiérového designu UT Ranou Abudayyeh. Susan Stewart studuje interiérový design na univerzitě.
"Vyprávěla mi o svých třídách a dělali tyto elegantní koncepční projekty zabývající se rostlinami a bioluminiscencí, " říká Neal Stewart. "Myslel jsem, že je to dost daleko - měli bychom spolupracovat."
