Φυτά που φωσφορίζουν στο σκοτάδι τόσο έντονα ώστε να φωτίζουν τους δρόμους τη νύχτα μπορεί να ακούγονται σαν σκηνή από ταινία επιστημονικής φαντασίας. Ωστόσο, οι επιστήμονες έχουν ήδη δημιουργήσει φυτά που εκπέμπουν πράσινο φως. Μάλιστα, είναι διαθέσιμα εμπορικά στις Ηνωμένες Πολιτείες.
Ειδικότερα, μια ομάδα Κινέζων ερευνητών προχώρησε ακόμη παραπέρα, δημιουργώντας αυτά που ισχυρίζονται ότι είναι τα πρώτα πολυχρωματικά και φωτεινότερα έως τώρα φωσφορίζοντα φυτά.
«Φανταστείτε τον κόσμο του Avatar, όπου φωσφορίζοντα φυτά φωτίζουν ολόκληρο ένα οικοσύστημα», δήλωσε η βιολόγος Shuting Liu, ερευνήτρια στο South China Agricultural University στο Guangzhou και συν-συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύθηκε στις 27 Αυγούστου στο περιοδικό Matter. «Θέλαμε να κάνουμε αυτήν την οπτική πραγματικότητα χρησιμοποιώντας υλικά με τα οποία ήδη εργαζόμαστε στο εργαστήριο. Φανταστείτε δέντρα που φωσφορίζουν να αντικαθιστούν τους δρόμους φωτισμού», πρόσθεσε.
Για να φωτίσουν τα φυτά, η Liu και οι συνεργάτες της ένεσαν τα φύλλα του παχύφυτου Echeveria «Mebina» με στρόντιο αλουμινικό (strontium aluminate), ένα υλικό που χρησιμοποιείται συχνά σε παιχνίδια που φωσφορίζουν στο σκοτάδι και απορροφά το φως, απελευθερώνοντάς το σταδιακά με την πάροδο του χρόνου. Αυτή η μέθοδος αποτελεί απόκλιση από την παραδοσιακή τεχνική επεξεργασίας γονιδίων που χρησιμοποιούν οι επιστήμονες για να επιτύχουν αυτό το αποτέλεσμα, ακολουθώντας ένα μοντέλο που είχε πρωτοπορήσει μια
ομάδα στο Massachusetts Institute of Technology.
Η ένεση νανοσωματιδίων σε ένα φυτό αντί για επεξεργασία των γονιδίων του επέτρεψε στους ερευνητές να δημιουργήσουν φυτά που φωσφορίζουν κόκκινο, μπλε και πράσινο. Κανονικά, περιοριζόμενοι από το φυσικό χρώμα του φυτού, οι επιστήμονες μπορούν να δημιουργήσουν μόνο πράσινη λάμψη.
«Η επεξεργασία γονιδίων είναι μια εξαιρετική προσέγγιση», είπε η Liu στο CNN με email την Τρίτη, αλλά πρόσθεσε: «Μας ενέπνευσαν ιδιαίτερα τα ανόργανα υλικά φωσφορισμού που μπορούν να «φορτιστούν» από το φως και να απελευθερώσουν αργά τη λάμψη τους, καθώς και προηγούμενες προσπάθειες σε φωσφορίζοντα φυτά που υποδείκνυαν φωτισμό βασισμένο σε φυτά — ακόμα και ιδέες όπως τα φωτιστικά δρόμων από φυτά».
«Στόχος μας ήταν, επομένως, να ενσωματώσουμε πολυχρωματικά, μακράς διάρκειας υλικά φωσφορισμού με φυτά, ώστε να ξεπεράσουμε τα συνήθη όρια χρώματος της φωσφοριστικής ικανότητας των φυτών και να παρέχουμε έναν τρόπο ανεξάρτητο από τη φωτοσύνθεση για αποθήκευση και απελευθέρωση φωτός — ουσιαστικά, ένα ζωντανό φυτό-λάμπα που φορτίζεται με φως», πρόσθεσε.
Η ερευνητική ομάδα προσπάθησε να δείξει την πρακτική εφαρμογή της ιδέας της κατασκευάζοντας έναν πράσινο τοίχο από 56 φυτά που παρήγαγαν αρκετό φως για να φαίνονται κείμενα, εικόνες και ένα άτομο σε απόσταση έως 10 εκατοστών, σύμφωνα με τη μελέτη. Μόλις εγχυθούν και τοποθετηθούν κάτω από άμεσο ηλιακό φως για λίγα λεπτά, τα φυτά συνέχισαν να φωσφορίζουν έως και δύο ώρες.
Αν και η φωτεινότητα της μετάλαμψης μειωνόταν σταδιακά κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, «τα φυτά μπορούν να επαναφορτιστούν επανειλημμένα εκτεθειμένα στο ηλιακό φως», δήλωσε η Liu, αναπληρώνοντας την αποθηκευμένη ενέργεια των φυτών και «επιτρέποντας στα φυτά να συνεχίσουν να φωσφορίζουν αφού αφαιρεθεί το φως του ήλιου».
Τα φυτά διατηρούν την ικανότητα να εκπέμπουν την επίδραση της μετάλαμψης 25 ημέρες μετά τη θεραπεία, ανέφερε η Liu, και τα παλαιότερα φύλλα που εγχύθηκαν με τα σωματίδια μετάλαμψης συνεχίζουν να εκπέμπουν φως υπό υπεριώδη διέγερση «ακόμα και μετά το μαράζωμα».
Αν και το στρόντιο αλουμινικό μπορεί εύκολα να αποσυντεθεί στα φυτά, προκαλώντας βλάβη στους ιστούς τους, η Liu δήλωσε ότι οι επιστήμονες ανέπτυξαν μια χημική επικάλυψη για το υλικό που λειτουργεί ως προστατευτικό φράγμα.
Οι ερευνητές ανέφεραν στο άρθρο τους ότι βλέπουν τα ευρήματά τους ως επισήμανση «της δυνατότητας των φωσφορίζοντων φυτών ως βιώσιμων και αποτελεσματικών συστημάτων φωτισμού, ικανών να συλλέγουν ηλιακό φως κατά τη διάρκεια της ημέρας και να εκπέμπουν φως τη νύχτα».
Δύσπιστοι κάποιοι επιστήμονες
Ωστόσο, άλλοι επιστήμονες είναι σκεπτικοί σχετικά με την πρακτικότητα. «Μου αρέσει το άρθρο, είναι διασκεδαστικό, αλλά νομίζω ότι είναι λίγο πέρα από την τρέχουσα τεχνολογία, και ίσως πέρα από το τι μπορούν να αντέξουν τα φυτά», δήλωσε στο CNN ο βιοχημικός John Carr, καθηγητής φυτοεπιστημών στο Πανεπιστήμιο του Cambridge, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη.
«Λόγω της περιορισμένης ποσότητας ενέργειας που αυτά τα φυτά μπορούν να εκπέμψουν, δεν τα βλέπω ως φωτιστικά δρόμων σύντομα», πρόσθεσε.
Η Liu παραδέχθηκε ότι τα φυτά «είναι ακόμα μακριά από το να παρέχουν λειτουργικό φωτισμό, καθώς η ένταση της φωσφοριστικής τους ικανότητας παραμένει πολύ χαμηλή για πρακτικές εφαρμογές φωτισμού. Επιπλέον, η αξιολόγηση της ασφάλειας των σωματιδίων μετάλαμψης τόσο για τα φυτά όσο και για τα ζώα είναι ακόμη σε εξέλιξη». Σημείωσε ότι τα φωσφορίζοντα φυτά μπορούν προς το παρόν «κυρίως να χρησιμοποιηθούν ως διακοσμητικά κομμάτια ή νυχτερινά φωτιστικά».
Ωστόσο, η Liu πρόσθεσε: «Κοιτάζοντας μπροστά, αν μπορέσουμε να αυξήσουμε σημαντικά τη φωτεινότητα και να επεκτείνουμε τη διάρκεια της φωσφοριστικής ικανότητας — και μόλις αποδειχθεί η ασφάλεια — μπορούμε να φανταστούμε κήπους ή δημόσιους χώρους να φωτίζονται απαλά τη νύχτα από φωσφορίζοντα φυτά».
