تطوير نظام مراقبة للنباتات يكشف عن شعورها بالألم ويحدد حالات صراخها

أنشأ المهندسون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا نظامًا جديدًا لمراقبة النباتات بحثًا عن علامات شعورها بالألم أو التلف الجسدي، يوضح متى تتأزم النباتات من خلال تضمين أنابيب نانوية مجهرية في أوراقها، ويتضمن المشروع ، بقيادة أستاذ الهندسة الكيميائية مايكل سترانو، حقن الأنابيب النانوية المجهرية مباشرة في الخلايا النباتية لرصد بيروكسيد الهيدروجين، الذي تطلقه العديد من النباتات بعد تعرضها لضيق أو تلف.

ووفقا لما ذكرته صحيفة “ديلى ميل” البريطانية، عندما تكتشف بيروكسيد الهيدروجين، تصدر الأنابيب النانوية إشارة الفلورسنت التي يمكن اكتشافها بواسطة كاميرات الأشعة تحت الحمراء المتصلة بنظام كمبيوتر Raspberry Pi البسيط بقيمة 35 دولارًا فقط.

يمكن أن تكون التكنولوجيا مفيدة في مساعدة المزارعين على تتبع محاصيلهم وإرسال تنبيهات الهاتف الذكي لهم إذا كان هناك أي ضرر أو أي نشاط غير عادي آخر قد لا يعرفونه بشأن النباتات.

واختبر سترانو وفريقه التكنولوجيا ثمانية أنواع من النباتات، بما في ذلك السبانخ ونباتات الفراولة والجرجير.

قال سترانو: “تتمتع النباتات بشكل متطور جدا من الاتصالات الداخلية، والتي يمكننا الآن مراقبتها لأول مرة”، مضيفا: “هذا يعني أنه في الوقت الحالى، يمكننا أن نرى استجابة النبات الحي، والتوصل لنوع معين من الإجهاد الذي يعاني منه.”

لاحظ سترانو زيادة في بيروكسيد الهيدروجين حول المنطقة المتضررة، لأول مرة عن طريق الصدفة، من الخلايا وقرر التحقيق في الدور الذي يلعبه المركب في النباتات.

تطلق الخلايا النباتية بيروكسيد الهيدروجين بعد تلفها، مما يؤدي إلى إنتاج الخلايا المجاورة للكالسيوم، ويؤدي هذا الكالسيوم بدوره إلى إنتاج المزيد من بيروكسيد الهيدروجين، والذي ينتشر في جميع أنحاء النبات في نمط يشبه الموجة.

وعندما يمر بيروكسيد الهيدروجين عبر النبات ، فإنه يولد مستقلبات صغيرة تسمى الفلافونويد والكاروتينات التي تساعد في إصلاح الخلايا التالفة.

أظهرت الأبحاث السابقة أن النباتات تستجيب للضرر من خلال إطلاق الموجات فوق الصوتية، بشكل عام بين 20 و 100 كيلو هرتز.يوفر أسلوب سترانو في المراقبة فائدة القدرة على تحديد مناطق معينة من الضرر بالإضافة إلى تتبع الاستجابة الكيميائية المعينة.