Sygnał z serca rośliny

Udostępnij na Facebooku Udostępnij na Twitterze Dodaj do schowka

O tym, że rośliny przeprowadzają proces fotosyntezy, wiedzą wszyscy, podobnie jak to, że jego produktami są cukry i tlen. Dopiero od niedawna jednak wiemy, że fotosynteza jest rodzajem specyficznego języka, którym rośliny komunikują światu o swoich potrzebach. Dr hab. Hazem M. Kalaji, prof. SGGW z Wydziału Rolnictwa i Biologii SGGW dość dobrze poznał sposób odczytywania takiego języka i opracowuje system, dzięki któremu rośliny same mogą kontrolować warunki, w jakich żyją.

W latach 90. na Uniwersytecie Genewskim w Szwajcarii, gdzie prof. Hazem M. Kalaji odbywał staż naukowy, rozpoczęto opracowywanie nieinwazyjnej metody badania stanu fizjologicznego (kondycji) roślin, która polega na pomiarze sygnału fluorescencji chlorofilu. Może ona zastąpić destrukcyjną, czasochłonną i kosztowną (wymagającą posiadania laboratorium wyposażonego w odczynniki i sprzęt) metodę badania polegającą na analizie chemicznej składu rośliny.
 

Na początku trzeba skalibrować system, tzn. nauczyć go, jakie sygnały wskazują na zaburzenia procesu fotosyntezy związane z niedoborem poszczególnych składników mineralnych. Każdy niedobór można scharakteryzować odpowiednim sygnałem mierzonym fluorymetrem.
 

- Kalibrowanie systemu polega na stosowaniu jednocześnie dwóch metod: pierwsza to bezinwazyjny pomiar sygnału fluorescencji chlorofilu fluorymetrem, a druga – przeprowadzanie analizy chemicznej roślin. Przykładowo: w kombinacji doświadczalnej nie podawaliśmy roślinom fosforu i mierzyliśmy wysyłane przez nie sygnały. W innej kombinacji nie podawaliśmy innego składnika i znów sprawdzaliśmy, jaki sygnał pojawi się tym razem. Potem wszystkie wyniki «wpuszczaliśmy» do tzw. czarnej skrzynki, w tym przypadku sztucznych sieci neuronowych, które nauczyliśmy identyfikować, jakie sygnały są wskaźnikami danego niedoboru – tłumaczy prof. Kalaji. Proponowana metoda jest nieinwazyjna, szybka, tania i o znacznym stopniu wiarygodności. Jej niewątpliwą zaletą jest też to, że można ją zastosować dla wszystkich organizmów posiadających chlorofil.
 

EKG chloroplastu
 

Sygnały fluorescencji pochodzą z fotosystemu II (PSII) znajdującego się w chloroplastach. PSII jest enzymem składającym się z barwników asymilacyjnych i różnych białek. Jest bardzo czuły i wysyła sygnał analogiczny do tego, jaki wysyła serce człowieka. Filmy krótkometrażowe, które nakręcił prof. Kalaji wraz ze studentami i studentkami Akademii Sztuk Pięknych w Warszawie, pokazują że rośliny wyraźnie reagują na docierające do nich bodźce z otoczenia (dotyk, dźwięk, obecność człowieka, wzrost temperatury, zasolenie, obecność metali ciężkich) w ten sposób, że standardowe wartości sygnałów fluorescencji chlorofilu obniżają się lub wzrastają. Reakcje te można następnie odczytywać podobnie jak elektrokardiogram – czyli swoisty zapis pulsu serca roślin.

Czytaj dalej na następnej stronie...

1 2 3 Czytaj dalej

---

---

Tagi:

fotosynteza + szklarnia +

Monitoruj tagi

źródło: Gospodarz.pl/SGGW