Ar Tamsiai Švytintys Augalai Galėtų Pakeisti Gatvių Šviestuvus?

{h1}

Mokslininkai tiria žėrinčių augalų naudojimą kaip energijos šaltinį. Kokie yra žėrinčių augalų privalumai ir trūkumai? Sužinokite apie tai „WordsSideKick.com“.

2013 m. Gegužės mėn. Pradžioje JAV vyriausybė nurodė Teksaso valstijoje įsikūrusiai ne pelno siekiančiai organizacijai iš savo interneto svetainės pašalinti pavojingo prietaiso brėžinius. Daiktas? Dirbantis plastikinis pistoletas „Liberator“ susprogdino kelių tūkstančių dolerių vertės pramoninį 3D spausdintuvą. Planai buvo atsisiųsti maždaug 100 000 kartų. Jie greičiausiai vis dar egzistuoja internete [šaltinis: BBC].

Mes gyvename tokiame amžiuje, kai „pasidaryk pats“ įgavo įdomių ir nervus sujaudinančių minčių - nuo žudiko programos rašymo iki „pasidaryk pats“ branduolinio reaktoriaus pastatymo [šaltinis: Clynes]. Kadangi pigus 3D spausdinimas gali atlikti vis sudėtingesnes užduotis, netrukus galime pagaminti savo pačių žaislus, baldus - net buitinę elektroniką [šaltinis: Dillow]. Prijunkite gilią ir išsamią interneto žinių bazę ir fiskalinę bendrų finansavimo svetainių, tokių kaip „Kickstarter“, galią, ir jūs turite pertvarkyto pasaulio receptą.

Bet ar mes esame pasirengę išleisti tiek daug genijų iš tiek butelių vienu metu? Prieš atsakydami pagalvokite, ar kai kurie iš šių butelių yra paženklinti „bakterijomis“ ir „DNR“ įrankiais, pradedančiais „pasidaryk pats“ biotechnologijų kotedžų pramonėje. Taigi, kas yra pavojingesnis: sintetinis ir genetiškai modifikuotas gyvybė ar atspausdinamas pistoletas?

Tokius klausimus iškėlė aplinkos grupės, kai sintetinis biologas Omri Amirav-Drory, augalų mokslininkas Kyle Taylor ir projekto vadovas Antony Evans pradėjo žėrinčių augalų „Kickstarter“ kampaniją, skirtą „sukurti tikrus žėrinčius augalus„ pasidaryk pats “biolaboje Kalifornijoje“ [šaltiniai: Evansas; Paramaguru; Pollakas]. Kaip ir visuomeninio transliavimo paslaugų rėmėjai, „Kickstarter“ kampanijos rėmėjai gauna užstatą už įkeitimą, tačiau tai nėra piniginės krepšys: vietoj to, kas uždirba 40 USD, gaus sėklas už savo žėrinčių augalų auginimą.

Nekenksmingas? Galbūt, galbūt ne. Bet kuriuo atveju tai reiškia nereglamentuojamą genetiškai modifikuotos gyvybės formos plitimą.

Birželio 5 d. „Glowing Plants“ surinko 7 858 rėmėjus ir finansavo daugiau nei 451 207 USD. Įspūdis viršijo savo pradinį 65 000 USD tikslą - išaugti Arabidopsis thaliana - piktžolių garstyčių giminaitis ir mėgstamiausias jūrų kiaulytės augalas - ji greitai artėjo prie savo 500 000 USD tempimo tikslo. Tyrimai vieną dieną galėtų sukelti daugybę apšvietimo sprendimų, kurie, pasak Evanso, padarytų nemažą įdubimą mūsų anglies pėdsake [šaltiniai: Evans; Paramaguru; Pollakas].

Evansas ir kompanija yra toli gražu ne vienintelis žaidimas mieste. Taivano tyrinėtojai siekia išsklaidyti aukso nanodaleles į medžių lapus, kad jos galėtų tiek švytėti, tiek fotosintetinti, pašalindamos anglį iš oro [šaltiniai: Beck; Nagano]. Arčiau namų Aleksandras Krichevskis, kuris vadovavo Stony Brook universiteto tyrimams, padėjusiems įkvėpti ir pagyvinti „Glowing Plants“, įkūrė savo įmonę „BioGlow“, kad galėtų prekiauti šviečiančiais dekoratyviniais žalumynais [šaltinis: Pollack].

Visa tai palieka vieną akinantį klausimą: ar augalai netgi veiks? Ar netrukus perskaitysime rododendrų knygą ar vairuosime mašiną maumedžio šviesoje?

Gauname žalią šviesą

Jie sako, kad iš mažų aronijų auga galingi ąžuolai. Apšviestiems ąžuolams reikalinga nedidelė mokslo pagalba.

Fluorescencinių žymeklių, kuriais grindžiamos „Glowing Plants“ iniciatyva, pradininkas buvo 2008 m. Nobelio premijos laureatai Osamu Shimomura, Martinas Chalfie ir Rogeris Y. Tsienas, tačiau darbas, susijęs su genų ekspresijos stebėjimu naudojant žalią fluorescencinį baltymą (GFP), iš tiesų sužlugo 1990 m. Baltymas, švytintis veikiant ultravioletiniams spinduliams, netrukus inicijavo jūros pokyčius molekulinėje ir ląstelių biologijoje, medicinoje ir farmakologijoje ir padėjo pasodinti sėkmingos biotechnologijų pramonės, tokios kaip biojutikliai ir bioinformatika, sėklą [šaltiniai: Evans; Lee ir Min; Nobelio fondas; Timmeris; Tsien].

Tačiau augalai, kuriems reikalinga juoda lemputė, nėra daug naudingi vairuojant ar skaitant. Tokiems pritaikymams reikalinga lengvai sklindanti cheminė reakcija, savotiška daiginanti švytėjimo lazdelė.

1986 m. Kalifornijos universiteto San Diege (UCSD) tyrėjai sukūrė būtent tai, kai modifikavo tabako augalą, kad gautų fermentą, vadinamą luciferaze. Kaip gali pasakyti bet kuris ugniagesys, kai luciferazė reaguoja su ATP, energiją kaupiančia molekule, naudojama metabolizme, ir luciferinu, organine molekule, ji skleidžia šviesą [šaltinis: Monastersky].

Tačiau UCSD augalas buvo apribotas vienu svarbiu aspektu: jis nesukūrė savo luciferino, todėl negalėjo, taip sakant, jo pašviesinti. 2010 m. Stony Brooko universiteto tyrėjai įveikė šį apribojimą, įpylę šešis luciferiną koduojančius genus iš bioliuminescencinių jūrų bakterijų į genetinę medžiagą, esančią augalo chloroplastuose (augalų struktūras, turinčias fotosintetinį pigmentą). Et voila, autoliuminescencinis tabakas - greičiausiai rūkantiems žmonėms, mėgstantiems įsižiebti neužsidegus [šaltiniai: Evans; Krichevsky ir kt. Paramaguru; Pollakas].

Deja, Stony Brook augalas taip silpnai spindėjo, kad tam, kad žmogaus akys tai suvoktų, prireikė penkių minučių tamsoje [šaltinis: Pollakas]. Blogiau, kai švytėjimas palaipsniui savaime sunaikėjo, nes jį deginantis luciferinas buvo paverstas oksilciferinu [šaltinis: Swain].

Viena iš galimų šios cheminės kulto išeities buvo 2010 m., Kai Kembridžo universiteto „iGEM“ komanda (žr. Šoninę juostą) į modifikuotus ugniažolių ir bioliuminescencinių bakterijų genus įdėjo E. coli, sukurdamas procesą, kuris perdirba oksiuciferiną atgal į jo švytėjimą skatinantį pirmtaką. Jų procesas taip pat padidino šviesos srautą, kad vyno butelio dydžio bakterijų kultūra skleidė pakankamai šviesos, kad galėtų skaityti. Galiausiai, Evansas ir kompanija turėjo daiktų, reikalingų atsinaujinančiam ir savarankiškam augalų apšvietimui [šaltiniai: Evans; „iGEM“; Swainas; Timmeris].

Bet kadangi žėrintys žymekliai apima gyvybiškai svarbius mokslinius tyrimus ir taikymą medicinoje, švytintis medis - net ir tas, kurio poveikis aplinkai gali būti teigiamas, darant prielaidą, kad Evansas teisus, palieka daugybę stebėtojų.

Kompiuteriniai virusai (pažodžiui)

2010 m. Gegužės mėn., Naudodamas DNR spausdintuvo ekvivalentą, genetinio šviestuvo Craigo Venterio „Celera“ komanda sukūrė pirmąją sintetinę gyvybės formą. Šiandien DNR liejyklos yra auganti įmonė, ir kai kurie ekspertai tvirtina, kad mes tik per dešimtmetį atspausdiname interneto receptus namuose [šaltinis: Wadhwa].

Tuo tarpu bendros pastangos, tokios kaip metinis konkursas, kurį remia „iGEM“ (Tarptautinis genetikos inžinerijos mašinų fondas), moko studentus, kaip sukurti sintetinius organizmus naudojant „BioBricks“. Kaip atvirojo kodo kompiuterio kodas padėjo sukurti internetą, šie biologiniai elementai netrukus galėtų padėti pagrindą didesnėms, integruotoms biologinėms sistemoms [šaltinis: iGEM].

„Indie-Glow“? Arba ne vilties žvilgsnis?

Kad ir kiek daug ar mažai Evanso ir kompanijos pasiektų kartu su Žėrinčiais augalais, ne visi dalijasi savo entuziazmu dėl minios šaltinių, namuose auginamų, sintetinių „generavimo būdų“. Vieni abejoja projekto saugumu, o kiti kreipia dėmesį į jo pagrįstumą ir finansinę etiką.

Kaip rašo „The New York Times“, aplinkosaugos grupės „Friends of the Earth“ ir ETC grupė susisiekė su JAV žemės ūkio departamentu, kad pakeistų projektą ir jo galimą „plačiai, atsitiktinai ir nekontroliuojamai išleistą bioinžinerijos būdu išaugintų sėklų kiekį“. Kalbant apie pinigus, Evansas „Times“ sakė, kad skirs tam tikras „Kickstarter“ lėšas susijusiems viešosios politikos klausimams ištirti, tačiau daugelis komentatorių tebėra skeptiški [šaltinis: Pollakas; Timmeris].

Taigi, kaip baisu yra šie medžiai? Ar jie galėtų užteršti aplinką žiedadulkėmis? Sunku pasakyti. „Glowing Plants“ procesas bus panašus į Stony Brook universiteto sukurtą procesą, kuris paveikė chloroplastus. Daugumoje žydinčių rūšių chloroplastai yra motiniškai paveldimi - perduodami sėklomis, o ne žiedadulkėmis - todėl sumažėja aplinkos užteršimo, tarkime, žėrinčiomis rožėmis, tačiau daugelis medžių nepatenka į šią kategoriją [šaltinis: Krichevsky et al.].

O žiedadulkės kelia tik vieną iš daugelio galimų poveikio aplinkai problemų. Pavyzdžiui, kaip paukščiai, voverės ar gyvybiškai svarbūs vabzdžiai reaguotų į žėrinčią medį? Kaip planuotojai galėtų atlikti tokios gamyklos poveikio aplinkai vertinimą?

Tuo tarpu atsakymai taip pat laukia daugybės praktinių klausimų: Kiek energijos šie augalai galėtų skirti šviesos gamybai? Ir kaip ryškiai jie galiausiai spindės [šaltiniai: Pollakas; Timmeris]?

Problema yra energija. Nors bendra saulės spinduliuotė, sklindanti vidutiniam medžiui, viršija kiekį, reikalingą efektyviam gatvės apšvietimui įjungti, tik nedidelė tos insoliacijos dalis pasiekia medžio lapus - ir tik nedidelė jos dalis patenka į fotosintezei reikalingą bangos ilgio juostą. Tuomet medis turi pritaikyti didelę šios energijos dalį gyvendamas ir augdamas, palikdamas tik dalelę trupmenos dalelės, kad galėtų generuoti šviesą - jau nekalbant apie energiją, reikalingą reikalingiems chemikalams gaminti. Problema tik sustiprės žiemą, kai pritemsta saulės spinduliai ir medžiai patenka į medžiagų apykaitos sustingimą, kuris būtinai sunaikins jų cheminį blizgesį [šaltinis: Timmer].

Ir tai yra problemos priežastis. Nepaisant to, kad tuopos idėja gali būti, ir nepaisant to, ar daug donorų gali šaknis ar pušis, žėrintys medžiai geriausiu atveju yra šešėlinė perspektyva.

Laikykis to savo lizde

Žėrintys augalai yra tik vienas iš esminių pokyčių, vykstančių žiūrint į apšvietimą. Tyrimai ir toliau atskleidžia, kaip tam tikri šviesos bangos ilgiai gali išgydyti ar paveikti depresiją, atsipalaidavimą, susikaupimą ir netgi nusikalstamumą. Pramonė atkreipė dėmesį. Netrukus mes peržengsime „Ar čia pakankamai šviesu?“ pirkti buitinius ir darbo žibintus, kuriuos galima pakeisti pagal užgaidą norimam efektui pasiekti [šaltiniai: Barringer; Yomiuri Shimbun].

Autoriaus pastaba: Ar tamsiai švytintys augalai galėtų pakeisti gatvių šviestuvus?

Ar norėtumėte gyventi pasaulyje, kuris atrodo kaip „Pandora“ išmušimas, ar blauzdos, kaip „Stoner“ susidūrimo padėklo sienų dekoracijos? Jei pasakėte „taip“, ar jūsų atsakymas pasikeistų, kai suprastumėte, kad tikriausiai nėra galimybės medžių išjungti?

Kai kurie priima žėrinčius augalus dėl jų simbolinės vertės. Medžiai yra susiję su žiniomis Biblijos ar Niutono prasme, kaip ir įvairūs šviesos šaltiniai (lemputės, žibintai ir žibintuvėliai ateina į galvą). Bet simboliai supjaustomi abiem kryptimis, o žėrintis medis, kuris neveikia arba, dar blogiau, daro žalą - yra dar viena strėlė tų, kurie bent jau kai kuriuos mokslus laiko nemandagiais ir nėra verti rizikos, kurią kartais kelia moksliniai tyrimai, minios.

Bet kokiu atveju frazės „pasidaryk pats“ biolabas “ir„ DNR liejinių užsakymas paštu “suteikia man valios.


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


Nepaisant „Whistleblower“ Susirūpinimo, Klimato Kaitos Tyrimas Pavadintas Garsu
Nepaisant „Whistleblower“ Susirūpinimo, Klimato Kaitos Tyrimas Pavadintas Garsu

Kas Buvo Pirmasis Archeologas?
Kas Buvo Pirmasis Archeologas?

Mokslas Naujienos


Miesto Dviratininkai Kvėpuoja Daugiau Juodųjų Suodžių
Miesto Dviratininkai Kvėpuoja Daugiau Juodųjų Suodžių

3D Vaizdai Parodo, Kaip Formuojasi Žemės Pluta
3D Vaizdai Parodo, Kaip Formuojasi Žemės Pluta

Skleidžiamos Metano Sprogdinimo Skylės Sibiro Tundroje
Skleidžiamos Metano Sprogdinimo Skylės Sibiro Tundroje

Įspėjamasis Ženklas? Sutrikęs Miegas Susietas Su Alzhaimerio Liga
Įspėjamasis Ženklas? Sutrikęs Miegas Susietas Su Alzhaimerio Liga

Didžiausi Žemės Deimantai Gali Susidaryti Keistuose „Metaliniuose Baseinuose“
Didžiausi Žemės Deimantai Gali Susidaryti Keistuose „Metaliniuose Baseinuose“


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com