نانو سنسورها استرس گیاهان روی تلفن همراه را نشان می‌دهد
به گزارش خبرنگار حوزه علم، فناوری و دانش بنیان گروه دانشگاه خبرگزاری آنا از تکنولوژی، گروهی از محققان در دانشگاه ام‌آی‌تی قصد دارند با استفاده از فناوری نانو میزان استرس در گیاهان را بررسی کنند. در این طرح از نانو لوله‌های کربنی استفاده می‌شود.
گیاه شناسان با تحقیقات گسترده به این نتیجه رسیده‌اند که گیاهان نیز همانند انسان‌ها دچار استرس، بیماری و عفونت می‌شوند. از همین رو محققان دانشگاه ام‌آی‌تی قصد دارند سنسورهای بسیار کوچک نانو را بین برگ‌های گیاهان قرار داده و با توجه به سیگنال‌های ارسالی از این سنسورها میزان استرس و نگرانی در این موجودات زنده را اندازه‌گیری کنند.
بیشتر بخوانید: ویروس کرونا تهدید یا فرصتی برای حیات وحش
سنسورهای نانو پس از قرارگیری در برگ گیاهان امواج پراکسید هیدروژن ارسال می‌کنند. سیگنال‌های پراکسید هیدروژن در واقع توسط فعل و انفعال‌های شیمیایی در برگ ایجاد می‌شوند. دلیل اصلی تولید این امواج دور نگه داشتن حشرات از گیاه است ولی دانشمندان با کمک فناوری نانو از این فرایند طبیعی گیاهان برای دریافت اطلاعات استفاده می‌کنند.
حالا جدیدترین تحقیقات در حوزه گیاه شناسی و درک دقیق رفتار گیاهان نشان می‌دهد تمایز بین سیگنال‌های پراکسید هیدروژن در گیاهان مختلف در واقع تفاوت میزان استرس در آن‌ها را نمایش می‌دهد.
مایک سرانو گیاه شناس و مهندسی شیمی در دانشگاه ام‌آی‌تی گفت: گیاهان شکل بسیار پیچیده‌ای از ارتباط‌های داخلی را دارند. اکنون برای اولین بار از این ارتباط‌های خاص برای ارسال اطلاعاتی از داخل گیاه به جهان بیرون استفاده می‌شود. هر گیاه میزان معینی از استرس را نشان داده و گروه محقق دانشگاه ام‌آی‌تی در حال اندازه‌گیری و بررسی این احساسات است.
هرچه میزان استرس و نگرانی در گیاه بیشتر باشد بخش زیادی از انرژی آن صرف کاهش این احساسات و تقویت سیستم دفاعی می‌شود و در نتیجه محصول مورد نظر در درختان میوه‌دار کیفیت ایده‌آل را نخواهد داشت. لذا با کنترل میزان این حس در گیاهان و کمک به آرامش هرچه بیشتر آن‌ها می‌توان انتظار محصولاتی بهتر را داشت. قطعا این کشف می‌تواند شیوه‌های کشاورزی و باغداری را متحول سازد.
جاسازی سنسورها
مایک سرانو در چند سال گذشته وقت زیادی را صرف مطالعه رفتار گیاهان کرده و در شرایط گوناگون نانوسنسورها کوچک را در بین‌های گیاهان جاسازی کرده است. تجربه‌های او حاکی از آن است که گیاهان امواج مشخص ولی با قدرت و فرکانس‌های متفاوتی را در وضعیت‌های مختلف مانند نیاز شدید به آب و گرمای زیاد هوا از خود ارسال می‌کنند.
برخی از دانشمندان سال‌ها است به وجود سیگنال‌های پراکسید هیدروژن در گیاهان پی برده‌اند ولی تاکنون نتوانسته‌اند کارکرد دقیق آن‌ها را بیان کنند. نانو سنسورها به دقیق جنس خاص خود می‌توانند بدون آسیب زدن به بافت‌های گیاهان در غشای سلولی آن‌ها نفوذ کرده و نقش بسیار با اهمیتی را در روند مطالعه رفتار گیاهان ایفا کنند.
سرانو عنوان کرد: پس از جایگذاری نانو سنسور در برگ گیاه مورد نظر اگر قسمتی از بافت دچار آسیب شود اندام‌های عصبی گیاه در رفتاری شبیه به عملکرد بدن انسان در هنگام زخمی شدن فورا پیام‌های مشخصی را به مرکز کنترل سیستم عصبی ارسال کرده و سلولهای حیاتی را به کمک عضو یا قسمت آسیب دیده ارسال می‌کنند.
قسمتی از انرژی لازم برای ساخت دوباره سلول آسیب دیده توسط سیگنال‌های پراکسید هیدروژن تامین می‌شود. هم‌چنین کلسیم ذخیره شده در سلولهای مجاور بخش صدمه دیده هم زمان با ارسال امواج هشدار دهنده آزاد شده و به کارگیری می‌شوند.
اندازه‌گیری میزان استرس در گیاهان
دانشمندان با طراحی اپلیکیشن‌های خاص سیگنال‌های ارسالی از نانوسنسورهای موجود در برگ گیاه را دریافت کرده و با روش‌های خاصی آن‌ها را تحلیل می‌کنند. با تحلیل این سیگنال‌ها می‌توان نتایج ارزشمندی را بدست آورد.
تاکنون جهان گیاهان بسیار مرموز و ناشناخته بوده ولی حالا دانشمندان امیدوارند علت بیشتر بودن مقاومت برخی از گیاهان در شرایط آب و هوایی مختلف را درک کنند. سرانو و همکارانش در گروه تحقیقاتی دانشگاه ام‌آی‌تی امیدوارند با مطالعات خود کمک بزرگی به کشاورزان کرده و راهنمایی‌هایی در زمینه افزایش حجم و کیفیت گیاهان را به آن‌ها ارائه دهند.
باتوجه به نتایج اولیه پروژه اندازه‌گیری میزان استرس در گیاهان احتمالا در آینده تحولی بزرگ در حوزه دانش گیاه شناسی و صنعت کشاورزی شکل گرفته و هر باغدار و کشاورزی می‌داند چگونه شرایط لازم برای حفظ آرامش گیاهان خود را فراهم کنند.
انتهای پیام/4144/
انتهای پیام/