A kutatók kifejlesztettek egy módszert, amivel megfigyelhetik és mérhetik azt, hogy a növények milyen válaszreakciókkal élnek a különféle stresszhelyzetekre, mint például a sérülések, fertőzés, fényártalom. Ehhez szén nanocsövekből készült szenzorokat használtak, amelyeket be lehet ágyazni a növények leveleibe, és amelyek képesek észlelni és jelenteni a növények által használt vészjelzéseket, írta meg a Future Farming.

A növények ugyanis hidrogén-peroxidot használnak a leveleik közti kommunikációra, és bármiféle fenyegetés esetén egy vészjelzést adnak le, ami arra ösztönzi a levélcellákat, hogy olyan anyagokat termeljenek, amelyek segíthetnek nekik a sérült részek javításában, vagy a támadóik, így például a rovarok elhárításában. A kutatók által kifejlesztett szenzorok nem csak arra képesek, hogy érzékeljék ezeket a vészjelzéseket, de azt is fel tudják ismerni, hogy milyen stresszhelyzet váltotta ki azokat, illetve képeek a különböző növényfajták jelzéseit is elkülöníteni egymástól.

- mondta Michael Strano, a MIT vegyészmérnök professzora.

Az ilyen szenzorokkal tanulmányozni lehet azt is, hogy az egyes növények hogyan reagálnak a különböző stresszhatásokra, ami hatalmas segítséget jelenthet a mezőgazdaság számára a hozamnövelési stratégiák kidolgozása során. A kutatók nyolc különféle növényfajon (egyebek mellett szamócán, spenóton, rukkolán, fejessalátán, vízitormán és sóskán) is kipróbálták a szenzorokat, és úgy gondolják, ezen kívül más haszonnövénynél is működhet ez a fajta megközelítés.

A kutatók megállapították, hogy a különböző növények egymástól eltérő hullámformájú vészjelzéseket adnak le. Ezt a levegőben terjedő hidrogén-peroxid koncentrációjának méréseiből tudták megállapítani. A tudósok azt feltételezik, hogy minden egyes növény válaszreakciója szoros összefüggésben áll a sérüléssel szembeni hatékony védekezésének képességével. Emellett az is megállapítást nyert, hogy a növények fajuktól függően máshogy reagálnak a különböző stresszhelyzetekre.

- mondta Michael Strano.

Az az infravörös közeli fluoreszkálás, amit a szenzorok kibocsátanak, egyszerűen leképezhető egy kis hőkamerával, amit egy olcsó Raspberry Pi zsebszámítógéphez kapcsoltak. Egy ilyen kis szappantartónyi méretű készülék nem kerül 12 ezer forintba se. Ahogy Michael Strano is rámutatott, az általuk kifejlesztett szenzorok jelzéseit már igen olcsó berendezésekkel is fogni lehet. A vegyészmérnök elmondta, hogy technológiát többek között arra is lehet használni, hogy a különféle növényfajok károsodásokkal és kórokozókkal szembeni ellenállóképességét vizsgálják. A tudósok emellett azt is vizsgálni fogják, hogy a növények hogyan reagálnak a kontrollált környezetekben történő termesztés során a különféle körülményekre.

A tudósok azt remélik, hogy megoldást találhatnak a növények árnyékkerülésére is, ami egy olyan reakció, amelyet nagyon sok növényfaj produkál, ha nagy sűrűségben ültetik őket egymás mellé. Ekkor a növények inkább arra fordítanak több energiát, hogy minél magasabbra nőjenek, nem pedig arra, hogy termést hozzanak, ami pedig csökkenti a hozamokat. A kutatók viszont az új tudás birtokában megpróbálhatnának olyan növényeket létrehozni, amelyeknél nem indul be ez a reakció. Michael Strano szerint a szenzoraikkal nemcsak az árnyékkerülési reakciót beindító jelzéseket tudják érzékelni, de a körülmények és a reakciók ismeretében pontos képet alkothatnak majd arról, milyen folyamatok játszódnak le ilyenkor a növényekben.