Vaš budući dom ima sve moderne pogodnosti. Heliport za vaš leteći automobil, kuhar robota, zidove dodirnog ekrana. A tu su i kućne biljke. Oni mogu izgledati poput običnih biljaka pauka i mirovnih ljiljana. Ali jednog dana, niotkuda, biljke počnu svijetliti ljubičasto ljubičastom bojom.
Uh oh. Sigurno imate problem s plijesni. Biljke su, vidite, biosenzori koji prate zdravlje vašeg doma: mogu vam reći kada su razine radona ili ugljičnog monoksida previsoke, ako ispod tapeta kupaonice vreba štetna plijesan, da li netko iz kuće istiskuje čestice virusa gripe, među ostalim opasnostima.
Koliko god to izgledalo futuristički, ti biosenzori za kućne biljke mogu biti stvarnost mnogo prije letećih automobila. Novi članak u časopisu Science sa istraživača sa Sveučilišta u Tennesseeju detaljno opisuje mogućnosti, u konceptualnom smislu, korištenje genetički inženjerskih biljaka za nadgledanje našeg kućnog okruženja.
"Ideja je inženjerirati sobne biljke, vaši mali zeleni prijatelji, da vam nenamjerno govore o onome što se događa u vašoj kući", kaže Neal Stewart, profesor biljnih znanosti koji je vodio istraživanje.
Članak istražuje izvedivost konstruiranja različitih vrsta biljaka kako bi se davali signali kad osjete određena onečišćenja okoliša. Također se osvrće na to kako bi se te biljke najbolje uklopile u dizajn doma.
Najbolje vrste biljaka koje se koriste bi bile one s velikim, raznobojnim lišćem i svijetloplavim cvjetovima, koje bi olakšale otkrivanje promjena u boji, kaže Stewart. Biljke bi mogle mijenjati boju ili fluorescirati ako su izložene opasnostima. Znanstvenici već odavno znaju kako biljke fluorescirati umetanjem gena iz fluorescentnih meduza u biljne stanice; trik bi bio u tome da se uključivanje fluorescencije samo uz prisustvo određenih podražaja poput radona.
Da biste dobili maksimalne vizualne podatke, trebate više biljaka koje su tu i tamo samo lonac. Istraživači su zamislili cijeli „pametni biljni zid“ koji bi bio i vizualno privlačan i dao dovoljno visoku gustoću lišća da se pokaže svaka promjena boje ili fluorescencija. Biljke bi mogle biti najbolje smještene u blizini povratnih otvora sustava za grijanje, ventilaciju i klimatizaciju, jer bi plinovi poput hlapljivih organskih spojeva (VOC) koje emitiraju plijesni bili najkoncentriraniji.
Razvoj sintetske biologije mogao bi dopustiti sobnim biljkama da djeluju kao fitosenzori. (C. Bickel / Znanost) Ideja upotrebe biljaka kao biosenzora - AKA „fitosenzori“ - nije nova. Istraživanje koje financira DARPA pokazalo je da biljke mogu biti projektirane za otkrivanje TNT-a, a neki se biljni biolozi nadaju da bi to moglo dovesti do stvari poput sigurnosnih sustava zračnih luka utemeljenih na biljkama, gdje bi putnici mogli lutati kroz vrt čije biljke bi upozorile vlasti na prisustvo droga ili eksploziv. Druga istraživanja, uključujući i vlastito Stewartovo, pokazala su da biljke mogu biti projektirane za otkrivanje vlastitih bolesti, što poljoprivrednicima daje do znanja postoji li prijetnja stakleniku.
"Baš kao što možemo zamisliti niz fitosenzora patogena razmještenih na terenu koji rano upozoravaju na biljnu bolest, možemo zamisliti da kućni sentinelni fitosenzori vidljivo upozoravaju na plijesan ili druge opasnosti prije nego što mogu utjecati na naše zdravlje", piše u članku Science .
K. Peter Pauls, profesor biljne poljoprivrede na Sveučilištu Guelph u Ontariju, kaže da zid biosenzora za kućnu biljku "nije izvan mogućnosti". Da bi došli tamo, istraživači bi trebali postaviti kaskadu događaja unutar biljka tako da je osjetljiva na sve što žele da je otkrije (radon, plijesan itd.) i veže je sa vizualnim sustavom izvještavanja poput promjene boje ili fluorescencije.
"Ne mislim da bi bilo previše naprezanja za par koji bi reagirao (mijenjanje boje ili fluorescencija) na neki osjetilni sustav", kaže Pauls.
Za Stewarta i njegov tim sljedeći će korak biti osmisliti neke biljke da odgovore na specifične podražaje i početi provoditi eksperimente. Ne predviđaju zidove fitosenzora koji će uskoro stići u kuću u vašu blizinu, ali projekt smatraju dugoročnim procesom, možda uključuje građanske znanstvenike koji pomažu u istraživanjima radeći kućne eksperimente s inženjerskim biljkama.
Rad je bio suradnja između Stewarta i njegove supruge, Susan Stewart, i profesora UT interijera za dizajn Rana Abudayyeh. Susan Stewart studira dizajn interijera na sveučilištu.
"Pričala mi je o svojim predavanjima, a radili su ove uredne idejne projekte koji se bave biljkama i bioluminescencijom", kaže Neal Stewart. "Mislio sam da je to prilično daleko - trebali bismo raditi zajedno."
