Dit fremtidige hjem har alle moderne bekvemmeligheder. Heliport til din flyvende bil, robotkok, berøringsskærmsvægge. Og så er der stueplanterne. De kan se ud som almindelige edderkopplanter og fredsliljer. Men en dag, ingen steder, begynder planterne at gløde en uhyggelig lilla.
Åh åh. Du skal have et formproblem. Planterne, forstår du, er biosensorer, der overvåger dit hjemmes sundhed: De kan fortælle dig, når radon- eller kulilteniveauer er for høje, hvis der er skadelig mug, der lurer under badeværelset tapet, om hvorvidt nogen i huset udånder influenzaviruspartikler, blandt andre farer.
Så futuristisk, som det lyder, kan disse stueplante-biosensorer være en realitet længe før flyvende biler. En ny artikel i Science fra University of Tennessee-forskere beskriver mulighederne i begrebsmæssigt at bruge genetisk manipulerede planter til at overvåge vores hjemmemiljøer.
"Ideen er at konstruere stueplanter, dine små grønne venner, for at fortælle dig, hvad der foregår i dit hus på en ikke-truende måde, " siger Neal Stewart, en professor i plantevidenskab, der ledede forskningen.
Artiklen undersøger muligheden for at konstruere forskellige typer stueplanter for at give signaler, når de fornemmer særlige miljøforureninger. Det ser også på, hvordan disse planter bedst kan integreres i boligdesign.
De bedste typer planter at bruge ville være dem med store, spraglete blade og lyse blomster, hvilket ville gøre farveændringer lettere at opdage, siger Stewart. Planter kan ændre farve eller lysstofrør, når de udsættes for farer. Forskere har længe vidst, hvordan man får planter til lysstofrør ved at indsætte gener fra fluorescerende vandmænd i plantens celler; tricket her ville være at få denne fluorescens til kun at tænde i nærværelse af visse stimuli som radon.
For at få maksimal visuel information, har du brug for flere planter, der bare lejlighedsvis potten her og der. Forskerne forestillede sig en hel "smart plantevæg", som både ville være tiltalende og give en høj nok tæthed af løv til at vise enhver farveændring eller fluorescens. Planterne er måske bedst placeret i nærheden af returhullerne i husets varme-, ventilations- og klimaanlæg, da det er her, gasser som de flygtige organiske forbindelser (VOC'er), der udsendes af forme, ville være mest koncentrerede.
Udviklingen inden for syntetisk biologi kunne give indendørs planter mulighed for at fungere som fytosensorer. (C. Bickel / Videnskab) Ideen om at bruge planter som biosensorer — AKA “fytosensorer” - er ikke ny. DARPA-finansieret forskning har vist, at planter kan konstrueres til at opdage TNT, med nogle plantebiologer, der håber, at dette i sidste ende kan føre til ting som plantebaserede lufthavns sikkerhedssystemer, hvor passagerer kunne vandre gennem en have, hvis planter ville advare myndighederne om tilstedeværelsen af stoffer eller sprængstoffer. Anden forskning, herunder Stewarts egne, har vist, at planter kan konstrueres til at opdage deres egne sygdomme, og lade landmænd vide, om der er en trussel i drivhuset.
”Ligesom vi kan forestille os en række feltdistribuerede patogen-fytosensorer, der giver en tidlig advarsel om plantesygdom, kan vi forestille os hjemmevagtfytosensorer, der synligt advarer mod skimmel eller andre farer, før de kan påvirke vores helbred, ” læser papiret i Science .
K. Peter Pauls, professor i plante landbrug ved University of Guelph i Ontario, siger, at en bioplante-biosensorvæg er “ikke uden for muligheden.” For at komme dertil, skulle forskerne oprette en kaskade af begivenheder inden for planten, så den er følsom over for, hvad de vil, det skal detektere (radon, skimmel osv.) og binde det til et visuelt reporter-system som farveændring eller lysstofforering.
”Jeg kan ikke forestille mig, at det ville være for meget af en strækning at parre, der responderer [farveændring eller fluorescens] til et følelsessystem af en eller anden art, ” siger Pauls.
For Stewart og hans team vil det næste skridt være at konstruere nogle planter til at reagere på specifikke stimuli og begynde at udføre eksperimenter. De ser ikke for eksempel fytosensorvægge, der kommer til et hjem nær dig når som helst, men ser projektet som en langvarig proces, måske involverer borgerforskere, der hjælper med forskningen ved at udføre hjemmeforsøg med konstruerede planter.
Arbejdet var et samarbejde mellem Stewart og hans kone, Susan Stewart, og professor i UT-interiørdesign Rana Abudayyeh. Susan Stewart studerer interiørdesign på universitetet.
”Hun fortalte mig om sine klasser, og de lavede disse pæne konceptuelle projekter, der beskæftigede sig med planter og bioluminescens, ” siger Neal Stewart. ”Jeg tænkte, at det var temmelig langt ude - vi skulle samarbejde.”
