Rastline, katerih občutljivost za eksploziv presega občutljivost psov, so izpeljali ameriški biologi. Znanstveniki so za ustvarjanje nenavadnih življenjskih senzorjev modificirali naravni obrambni mehanizem tako, da se na želeno spodbudo odzove s spreminjanjem barve listja
Skoraj vsako rastlino je mogoče narediti senzor: vsi imajo takšen ali drugačen zaščitni sistem in vsebujejo beljakovine, primerne za modifikacijo. Na sliki: profesor Madford (desno) in podoktor Peter Bowerman
Zaščitni sistem, ki ga znanstveniki neusmiljeno izkoriščajo, so že zdavnaj »izumile« rastline. Preprosto: če ne morejo pobegniti iz kraja, kjer odraščajo, se morajo naučiti zaščititi pred zunanjimi grožnjami. Torej, tobačni listi, ki trpijo za dobrim apetitom proglasne gosenice, začnejo izločati snovi, ki privlačijo plenilske žuželke. Druge rastline, ko odkrijejo beljakovinske receptorje napadalca, v tkiva oddajajo terpenoide, ki zategnejo kutikulo listov.
Raziskovalci so ugotovili, kako slednji mehanizem uporabiti za svoje namene. Skupina genetikov, ki jo je vodil profesor June Medford, je za zamorčke izbrala Arabidopsis, najljubšega biologa, in tobak.
Raziskovalci so ugotovili, kako slednji mehanizem uporabiti za svoje namene. Skupina genetikov, ki jo je vodil profesor June Medford, je za zamorčke izbrala Arabidopsis, najljubšega biologa, in tobak.
Kot so si zamislili znanstveniki, je bilo treba spremeniti receptorski protein v celičnih stenah, tako da bi vklopil obrambni mehanizem, "občutek" eksplozivnih kemikalij ali onesnaževal vode in zraka v rastlinskem okolju.
Biologi so s posebnim računalniškim programom izračunali, kako spremeniti naravne beljakovine rastline, tako da opravljajo želene funkcije. Nato so bile izvedene ustrezne spremembe z uporabo metod genskega inženiringa.
Posledično je v prisotnosti signalne snovi (najpogostejše komponente bombe, trinitrotoluen) celotno ležišče gensko spremenjenih rastlin (tako Arabidopsis kot tobak) začelo izgubljati svojo zeleno barvo, kar je raziskovalcem dalo jasen signal.
Promocijski video:
Reakcija spremenjenega tobaka na prisotnost TNT-ja (23 ppb) v tleh se pojavi v nekaj urah (čas je naveden vodoravno). Na levi strani je prikazana sprememba barve listov, vidna s prostim očesom. Desno: hiperspektralno slikanje sprememb učinkovitosti fotosistema II.
V trenutni študiji so tla zasičila s TNT, izolirala liste iz TNT hlapov in njegovih produktov razpadanja. Vendar pa je ločen poskus pokazal, da se tobačni kalčki ob prisotnosti hlapnih oblik bledijo. Spodaj: najboljši odziv rastline (ilustracija CSU).
A kot ugotavljajo razvijalci, se zgodi, da se v raziskovalnem laboratoriju, kjer je količina svetlobe čez dan enaka, "ni vetra, dežja in škodljivcev, pa tudi ljudi, ki brizgajo kavo."
Ni še znano, ali bodo okvirji kovinskih detektorjev in drugih optičnih bralnikov prekriti z rastlinami. Po Madfordovih besedah bo minilo vsaj 5-7 let, preden bodo tradicionalne metode iskanja eksploziva zamenjane (foto CSU).
Znanstveniki so prvo generacijo tobaka naučili, da v nekaj urah po odkritju eksploziva postane bled. Vsak človek lahko prepozna "odgovor" rastline. Vendar še ni izumljen noben mehanizem, ki bi liste vrnil v njihovo naravno barvo.
V prihodnosti lahko rastline uglasimo za zajemanje onesnaževal iz okolja in drugih kemičnih spojin.
Vendar pa se zdaj raziskovalci soočajo s še eno pomembno nalogo: pospešiti postopek odkrivanja potrebnih snovi. Madford bo pri reševanju tega problema vključila vse svoje zaposlene in veliko jih je: približno 30 študentov, podiplomskih študentov in postdogdojev. Namen: v nekaj minutah spremenite barvo listov.
Članek ustvarjalcev rastlin kač je objavljen v odprtem dostopu v reviji PLoS ONE. V njem Američani trdijo, da je občutljivost rastlin primerljiva in včasih celo višja kot pri psih.
Trenutno delo se je začelo leta 2003. Nekaj zainteresiranih organizacij je hkrati zagotovilo finančno podporo. V razvoj nepovratnih sredstev so vložili približno tri milijone dolarjev.
Da bi razvoj upoštevali, je ameriška agencija za zmanjšanje nevarnosti za obrambo (DTRA), glavni akter na tem področju, skupini Madford namenila dodatnih 8 milijonov dolarjev. Znanstveniki ocenjujejo, da bodo za dokončanje dela potrebovali še 3-4 leta.
Rastline so že poskušale naučiti odkrivanja min. Dansko podjetje Aresa Biodetection je spremenilo Arabidopsis, tako da se v 3-5 tednih, ko je dušikov dioksid iz neeksplodiranih rudnikov, v tleh porjavijo rdeče-rjave, namesto zelene barve.
Leta 2008 je podjetje razvoj prepoznalo kot komercialno nedonosno, opustilo nadaljnje naložbe v biotehnologijo in prešlo na drugo vrsto dejavnosti (foto gizmag, s spletnih mest technoccult.net, storyofcool.com).
June verjame, da se rastline s krvjo lahko prodajo kot gensko spremenjene sadike in da bodo takšne zelenice stale manj kot običajni skenerji.
Pred tem so pri odkrivanju eksplozivov sodelovale čebele, podgane, moli, pivski kvas in bakterije (fotografija s spletnega mesta thehoneybeeconservancy.org).
V prihodnosti lahko tudi rastline naučimo prepoznati več onesnaževal hkrati, barvno spremembo listja pa lahko
spremljamo celo iz vesolja, sanjajo razvijalci.
New York Times gre še korak dlje in predstavi, kako bodo v prihodnosti zvenele avdio objave na letališču: "Prosimo, pokažite osebno izkaznico in vstopnico ter se sprehodite mimo stene rododendrona."