Tumbuhan, kepekaan terhadap bahan letupan melebihi anjing, diturunkan oleh ahli biologi Amerika. Untuk mencipta sensor hidup yang tidak biasa, para saintis mengubah mekanisme pertahanan tumbuhan semula jadi sedemikian rupa sehingga bertindak balas terhadap rangsangan yang diinginkan dengan mengubah warna dedaunan
Hampir mana-mana tumbuhan boleh dijadikan sensor: semua mempunyai satu atau satu sistem perlindungan lain dan mengandungi protein yang sesuai untuk pengubahsuaian. Gambar: Profesor Madford (kanan) dan postdoc Peter Bowerman
Sistem perlindungan, yang dieksploitasi tanpa ampun oleh para saintis, telah "diciptakan" oleh tumbuhan sejak dulu. Sangat mudah: jika mereka tidak dapat melepaskan diri dari tempat mereka dewasa, mereka mesti belajar melindungi diri dari ancaman luaran. Oleh itu, daun tembakau, yang menderita selera makan ulat yang rakus, mula mengeluarkan bahan yang menarik serangga pemangsa. Tumbuhan lain, setelah mengesan reseptor protein penyerang, mengeluarkan terpenoid ke dalam tisu, yang mengencangkan kutikula daun.
Para penyelidik telah mengetahui cara menggunakan mekanisme yang terakhir untuk tujuan mereka sendiri. Sebagai babi guinea, sekumpulan ahli genetik yang diketuai oleh Profesor June Medford memilih Arabidopsis, kegemaran ahli biologi, dan tembakau.
Para penyelidik telah mengetahui cara menggunakan mekanisme yang terakhir untuk tujuan mereka sendiri. Sebagai babi guinea, sekumpulan ahli genetik yang diketuai oleh Profesor June Medford memilih Arabidopsis, kegemaran ahli biologi, dan tembakau.
Seperti yang dikandung oleh para saintis, perlu mengubah protein reseptor di dinding sel sehingga dapat memicu mekanisme pertahanan, "merasakan" bahan kimia peledak atau pencemaran air dan udara di lingkungan tanaman.
Ahli biologi, menggunakan program komputer khas, mengira cara mengubah protein semula jadi tumbuhan sehingga mereka melakukan fungsi yang diinginkan. Kemudian pengubahsuaian yang sesuai dilakukan dengan menggunakan kaedah kejuruteraan genetik.
Akibatnya, dengan adanya bahan isyarat (komponen bom yang paling umum, trinitrotoluene), seluruh lapisan tanaman yang diubahsuai secara genetik (baik Arabidopsis dan tembakau) mulai kehilangan warna hijau mereka, memberikan isyarat yang jelas kepada para penyelidik.
Video promosi:
Reaksi tembakau yang diubah terhadap kehadiran TNT (23 ppb) di dalam tanah muncul dalam beberapa jam (waktunya ditunjukkan secara mendatar). Di sebelah kiri, perubahan warna daun ditunjukkan, kelihatan dengan mata kasar. Kanan: pengimejan hiperspektral perubahan dalam kecekapan sistem fotos II.
Dalam kajian semasa, tanah tepu dengan TNT, mengasingkan daun dari wap TNT dan produk peluruhannya. Walau bagaimanapun, percubaan yang terpisah menunjukkan bahawa kecambah tembakau menjadi pucat dengan adanya bentuk yang tidak menentu. Bawah: Sambutan terbaik dari kilang (ilustrasi CSU).
Tetapi, seperti yang diperhatikan oleh pemaju, apa yang berlaku di makmal penyelidikan, di mana jumlah cahaya adalah sama pada siang hari, "tidak ada angin, hujan dan perosak, serta orang yang mengeluarkan kopi."
Masih belum diketahui apakah bingkai pengesan logam dan pengimbas lain akan ditutup dengan tanaman. Menurut Madford, akan memakan masa sekurang-kurangnya 5-7 tahun sebelum kaedah tradisional mencari bahan letupan diganti (foto oleh CSU).
Para saintis mengajar generasi pertama tembakau menjadi pucat dalam beberapa jam selepas penemuan bahan letupan. Mana-mana orang boleh mengenali "jawapan" tumbuhan. Namun, belum ada mekanisme yang diciptakan untuk mengembalikan daun ke warna semula jadi.
Di masa depan, tanaman dapat ditala untuk menangkap pencemaran alam sekitar dan sebatian kimia lain.
Walau bagaimanapun, para penyelidik kini menghadapi satu lagi tugas penting: untuk mempercepat proses mengesan bahan yang diperlukan. Madford akan melibatkan semua pekerjanya dalam menyelesaikan masalah ini, dan dia mempunyai banyak dari mereka: kira-kira 30 pelajar, pelajar siswazah dan postdocs. Tujuan: menukar warna daun dalam beberapa minit.
Sebuah artikel oleh pencipta tanaman ular diterbitkan dalam akses terbuka dalam jurnal PLoS ONE. Di dalamnya, orang Amerika berpendapat bahawa sensitiviti tumbuh-tumbuhan dapat dibandingkan, dan kadang-kadang bahkan lebih tinggi daripada anjing.
Karya semasa bermula pada tahun 2003. Beberapa organisasi yang berminat memberikan sokongan kewangan sekaligus. Kira-kira $ 3 juta dilaburkan dalam pembangunan sensor letupan hidup dalam pemberian.
Untuk mengingatkan perkembangan itu, Agensi Pengurangan Ancaman Pertahanan Amerika (DTRA), pemain utama dalam bidang ini, memperuntukkan $ 8 juta lagi untuk kumpulan Madford. Para saintis menganggarkan bahawa akan memerlukan 3-4 tahun lagi untuk menyelesaikan kerja tersebut.
Tumbuhan telah berusaha mengajar pengesanan lombong. Syarikat Denmark Aresa Biodetection telah mengubah Arabidopsis sehingga daunnya berubah menjadi merah-coklat dan bukannya hijau dalam 3-5 minggu (dalam gambar) di hadapan nitrogen dioksida dari lombong yang tidak meletup di dalam tanah.
Pada tahun 2008, syarikat itu mengiktiraf perkembangan itu sebagai tidak menguntungkan secara komersial, meninggalkan pelaburan lebih lanjut dalam bioteknologi dan beralih ke jenis aktiviti lain (gizmag foto, dari laman web technoccult.net, storyofcool.com).
June percaya bahawa tanaman bloodhound dapat dijual sebagai anak benih yang diubahsuai secara genetik, dan sayur-sayuran seperti itu harganya lebih murah daripada pengimbas bingkai konvensional.
Sebelumnya, lebah, tikus, rama-rama, ragi bir dan bakteria terlibat dalam mengesan bahan letupan (foto dari thehoneybeeconservancy.org).
Di masa depan, tanaman juga dapat diajar untuk mengenali beberapa pencemar sekaligus, dan perubahan warna dedaunan dapat
dipantau walaupun dari ruang angkasa, impian para pengembang.
The New York Times melangkah lebih jauh dan menyajikan seperti apa pengumuman audio lapangan terbang di masa depan: "Tolong tunjukkan ID dan boarding pass anda dan berjalan melewati dinding rhododendron."
