Όποιος έχει απορία τι συμβαίνει
στις ρίζες των φυτών μέσα στο χώμα και στις γλάστρες, θα έχει την
ευκαιρία να λύσει το μυστήριο με το νέο διάφανο χώμα που για πρώτη φορά
δημιούργησαν Βρετανοί επιστήμονες. Το «σιθρού» χώμα, εκτός από την
ικανοποίηση της περιέργειας για τον μαγικό κόσμο των ριζών, υπόσχεται βελτιωμένα φυτά ενώ εκτιμάται ότι μπορεί να συμβάλει στην αντιμετώπιση της μόλυνσης της τροφικής αλυσίδας. Όποιος έχει απορία τι συμβαίνει στις ρίζες των φυτών μέσα στο χώμα και
στις γλάστρες, θα έχει την ευκαιρία να λύσει το μυστήριο με το νέο
διάφανο χώμα που για πρώτη φορά δημιούργησαν Βρετανοί επιστήμονες. Το
«σιθρού» χώμα, εκτός από την ικανοποίηση της περιέργειας για τον μαγικό κόσμο των ριζών, υπόσχεται βελτιωμένα φυτά ενώ εκτιμάται ότι μπορεί να συμβάλει στην αντιμετώπιση της μόλυνσης της τροφικής αλυσίδας...
Οι ρίζες, που απορροφούν νερό και θρεπτικά μέταλλα από το χώμα, συχνά
έχουν έναν αφανή όγκο μεγαλύτερο από το ορατό τμήμα του φυτού, αλλά οι
επιστήμονες δεν έχουν ακόμα πλήρη επίγνωση του τι ακριβώς συμβαίνει
μακριά από τα μάτια των ανθρώπων. Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον
βιολόγο Λάϊονελ Ντιπουί του Ινστιτούτου Τζέημς Χάτον στο Νταντί της Σκωτίας, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό "PLoS ONE",
μετά από δύο χρόνια επίπονων προσπαθειών και δοκιμών με μια ποικιλία
τεχνητών υλικών, κατάφεραν να δημιουργήσουν ένα διάφανο χώμα μέσα στο
οποίο μπορούν να αναπτυχθούν τα φυτά.
Τεχνητό, «σιθρού» χώμα
Το χώμα, το οποίο επιτρέπει τη τρισδιάστατη αδιάκοπη παρατήρηση της ριζόσφαιρας (δηλαδή του υπεδάφους και των μικροοργανισμών μέσα σε αυτό, οι οποίοι περιβάλλουν τις ρίζες), αποτελείται κυρίως από μικροσκοπικούς σβώλους («πέλετ») ενός συνθετικού υλικού με την ονομασία "Nafion". Η εν λόγω ουσία χρησιμοποιείται σε κυψέλες καυσίμων για την παραγωγή ενέργειας, όμως έχει και άλλα «ταλέντα». Μεταξύ άλλων, διαπιστώθηκε ότι «φιλμ» βακτηρίων μπορούν να αναπτυχθούν πάνω σε μεμβράνες από αυτό το υλικό.
Το ίδιο το τεχνητό χώμα δεν είναι τελείως διαφανές από μόνο του, όμως γίνεται, όταν προστεθεί σε αυτό ένα ειδικό υδατικό διάλυμα. Αν και δεν αποτελεί τέλεια μίμηση ενός πραγματικού χώματος, οι φυσικοχημικές ιδιότητές του είναι αρκετά παραπλήσιες.
Για «τεράστια πρόοδο» έκανε λόγο ο βιολόγος φυτών Λοράν Λαπλάζ του Γαλλικού Ινστιτούτου Έρευνας στο Μονπελιέ, καθώς, όπως είπε, «πρόκειται για ένα τελείως νέο τρόπο να παρατηρεί κανείς τις ρίζες, σε πιο ρεαλιστικό περιβάλλον από οποιαδήποτε άλλη φορά μέχρι σήμερα». Το επίτευγμα, πρόσθεσε, ανοίγει νέους δρόμους στη φυσιολογία των φυτών, την καλλιέργειά νέων ποικιλιών και την μελέτη των αλληλεπιδράσεων ανάμεσα στα φυτά και στα μικρόβια.
Ήδη οι Βρετανοί ερευνητές χρησιμοποίησαν το διάφανο χώμα για να μελετήσουν με ποιο τρόπο ένας δυνητικά παθογόνος μικροοργανισμός, το βακτήριο E.coli, αλληλεπιδρά με τις ρίζες του μαρουλιού. Στόχος των επιστημόνων είναι να ρίξουν φως στον τρόπο που μολύνεται ένα φυτό, ώστε στη συνέχεια να περιοριστεί η μόλυνση της τροφικής αλυσίδας και τελικά των ανθρώπων.
Οι εφαρμογές του διάφανου χώματος
Το διάφανο χώμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να μελετηθεί η εξάπλωση και η μετάδοση πολλών μολύνσεων από τα μικρόβια που ζουν στο χώμα και καταλήγουν μέσω των εδώδιμων φυτών στο στομάχι των ανθρώπων. Για παράδειγμα, ορισμένα σκουλήκια μεταφέρουν μέσω των ριζών επικίνδυνους ιούς σε διάφορες γεωργικές καλλιέργειες.
Ακόμα, το διαφανές χώμα μπορεί να βοηθήσει στην ανάπτυξη καλλιεργήσιμων φυτών με πιο αποτελεσματικές ρίζες, ώστε να χρειάζονται λιγότερο νερό και λιπάσματα για να αναπτυχθούν. Η διαφάνεια του χώματος θα βοηθήσει και στη γενετική τροποποίηση των φυτών, καθώς οι επιστήμονες θα μπορούν να παρακολουθήσουν καλύτερα πώς συμπεριφέρεται το φυτό μετά από μία μετάλλαξη.
Προς το παρόν, πάντως, το υλικό Nafion παραμένει αρκετά ακριβό, αλλά οι ερευνητές ελπίζουν ότι οι μελλοντικές μελέτες θα καταφέρουν να μειώσουν το κόστος του διάφανου χώματος. Μια εναλλακτική λύση προς εξέταση είναι η χρησιμοποίηση άλλων υλικών, από την οικογένεια του «Τεφλόν».
Τεχνητό, «σιθρού» χώμα
Το χώμα, το οποίο επιτρέπει τη τρισδιάστατη αδιάκοπη παρατήρηση της ριζόσφαιρας (δηλαδή του υπεδάφους και των μικροοργανισμών μέσα σε αυτό, οι οποίοι περιβάλλουν τις ρίζες), αποτελείται κυρίως από μικροσκοπικούς σβώλους («πέλετ») ενός συνθετικού υλικού με την ονομασία "Nafion". Η εν λόγω ουσία χρησιμοποιείται σε κυψέλες καυσίμων για την παραγωγή ενέργειας, όμως έχει και άλλα «ταλέντα». Μεταξύ άλλων, διαπιστώθηκε ότι «φιλμ» βακτηρίων μπορούν να αναπτυχθούν πάνω σε μεμβράνες από αυτό το υλικό.
Το ίδιο το τεχνητό χώμα δεν είναι τελείως διαφανές από μόνο του, όμως γίνεται, όταν προστεθεί σε αυτό ένα ειδικό υδατικό διάλυμα. Αν και δεν αποτελεί τέλεια μίμηση ενός πραγματικού χώματος, οι φυσικοχημικές ιδιότητές του είναι αρκετά παραπλήσιες.
Για «τεράστια πρόοδο» έκανε λόγο ο βιολόγος φυτών Λοράν Λαπλάζ του Γαλλικού Ινστιτούτου Έρευνας στο Μονπελιέ, καθώς, όπως είπε, «πρόκειται για ένα τελείως νέο τρόπο να παρατηρεί κανείς τις ρίζες, σε πιο ρεαλιστικό περιβάλλον από οποιαδήποτε άλλη φορά μέχρι σήμερα». Το επίτευγμα, πρόσθεσε, ανοίγει νέους δρόμους στη φυσιολογία των φυτών, την καλλιέργειά νέων ποικιλιών και την μελέτη των αλληλεπιδράσεων ανάμεσα στα φυτά και στα μικρόβια.
Ήδη οι Βρετανοί ερευνητές χρησιμοποίησαν το διάφανο χώμα για να μελετήσουν με ποιο τρόπο ένας δυνητικά παθογόνος μικροοργανισμός, το βακτήριο E.coli, αλληλεπιδρά με τις ρίζες του μαρουλιού. Στόχος των επιστημόνων είναι να ρίξουν φως στον τρόπο που μολύνεται ένα φυτό, ώστε στη συνέχεια να περιοριστεί η μόλυνση της τροφικής αλυσίδας και τελικά των ανθρώπων.
Οι εφαρμογές του διάφανου χώματος
Το διάφανο χώμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να μελετηθεί η εξάπλωση και η μετάδοση πολλών μολύνσεων από τα μικρόβια που ζουν στο χώμα και καταλήγουν μέσω των εδώδιμων φυτών στο στομάχι των ανθρώπων. Για παράδειγμα, ορισμένα σκουλήκια μεταφέρουν μέσω των ριζών επικίνδυνους ιούς σε διάφορες γεωργικές καλλιέργειες.
Ακόμα, το διαφανές χώμα μπορεί να βοηθήσει στην ανάπτυξη καλλιεργήσιμων φυτών με πιο αποτελεσματικές ρίζες, ώστε να χρειάζονται λιγότερο νερό και λιπάσματα για να αναπτυχθούν. Η διαφάνεια του χώματος θα βοηθήσει και στη γενετική τροποποίηση των φυτών, καθώς οι επιστήμονες θα μπορούν να παρακολουθήσουν καλύτερα πώς συμπεριφέρεται το φυτό μετά από μία μετάλλαξη.
Προς το παρόν, πάντως, το υλικό Nafion παραμένει αρκετά ακριβό, αλλά οι ερευνητές ελπίζουν ότι οι μελλοντικές μελέτες θα καταφέρουν να μειώσουν το κόστος του διάφανου χώματος. Μια εναλλακτική λύση προς εξέταση είναι η χρησιμοποίηση άλλων υλικών, από την οικογένεια του «Τεφλόν».
www.tovima.gr
