Ditt fremtidige hjem har alle moderne fasiliteter. Heliport for din flyvende bil, robotkokk, berøringsskjermvegger. Og så er det stueplanter. De kan se ut som vanlige edderkoppplanter og fredsliljer. Men en dag, ingensteds, begynner plantene å gløde en uhyggelig lilla.
UH oh. Du må ha et muggproblem. Plantene, forstår du, er biosensorer som overvåker ditt helses helse: de kan fortelle deg når radon- eller karbonmonoksydnivået er for høyt, hvis det er skadelig mugg som lurer under tapetet på badet, om noen i huset puster ut influensaviruspartikler, blant andre farer.
Så futuristisk som det høres ut, kan disse stueplante-biosensorene være en realitet lenge før de flyr med biler. En ny artikkel i Science fra University of Tennessee forskere beskriver mulighetene, i konseptuelle termer, til å bruke genetisk konstruerte planter for å overvåke hjemmemiljøene våre.
"Ideen er å konstruere stueplanter, dine små grønne venner, for å fortelle deg om hva som skjer i huset ditt på en ikke-truende måte, " sier Neal Stewart, en professor i plantevitenskap som ledet forskningen.
Artikkelen undersøker muligheten for å prosjektere forskjellige typer potteplanter for å gi signaler når de opplever spesielle miljøforurensninger. Det ser også på hvordan disse plantene best kan integreres i boligdesign.
De beste plantetypene å bruke ville være de med store, spraglete blader og lyse blomster, noe som vil gjøre fargeforandringer lettere å oppdage, sier Stewart. Planter kan endre farge eller lysstoffrør når de utsettes for farer. Forskere har lenge visst hvordan de kan få planter til å fluorisere ved å sette inn gener fra lysrør maneter i plantens celler; trikset her ville være å få denne fluorescensen til å slå på bare i nærvær av visse stimuli som radon.
For å få maksimal visuell informasjon, trenger du flere planter som bare en og annen potte her og der. Forskerne så for seg en hel “smart plantevegg” som både vil være tiltalende og gi en høy nok tetthet av løvverk til å vise frem fargeendringer eller lysstoffrør. Plantene kan være best plassert i nærheten av returventilene til husets varme-, ventilasjons- og klimaanlegg, da det er her gasser som de flyktige organiske forbindelsene (VOC) som slippes ut av muggsopp, vil være mest konsentrerte.
Utviklingen innen syntetisk biologi kan tillate innendørsplanter å fungere som fytosensorer. (C. Bickel / Vitenskap) Ideen om å bruke planter som biosensorer — AKA “fytosensorer” - er ikke ny. DARPA-finansiert forskning har vist at planter kan konstrueres for å oppdage TNT, med noen plantebiologer som håper at dette etter hvert kan føre til ting som plantebaserte sikkerhetssystemer på flyplassen, der passasjerer kan vandre gjennom en hage hvis planter vil varsle myndighetene om tilstedeværelsen av narkotika eller sprengstoff. Annen forskning, inkludert Stewart's egen, har vist at planter kan konstrueres for å oppdage sine egne sykdommer, og la bønder vite om det er en trussel i drivhuset.
"Akkurat som vi kan forestille oss en serie feltdistribuerte patogen-fytosensorer som gir en tidlig advarsel om plantesykdom, kan vi tenke oss hjemme-sentinelle fytosensorer som synlig varsler om mugg eller andre farer før de kan påvirke helsen vår, " lyder avisen i Science .
K. Peter Pauls, professor i plantlandbruk ved University of Guelph i Ontario, sier at en bioplantevegg av en potteplante ikke er "utenfor muligheten." For å komme dit, må forskerne sette opp en kaskade av hendelser innen anlegget slik at den er følsom for hva de vil at den skal oppdage (radon, mold, etc.) og knytte den til et visuelt reporter-system som fargeforandring eller lysstoffrør.
"Jeg kan ikke forestille meg at det vil være for mye av et strekk å par som svarer [fargeforandring eller lysstoffrør] til et sensing-system av noe slag, " sier Pauls.
For Stewart og teamet hans vil neste trinn være å konstruere noen planter for å svare på spesifikke stimuli og begynne å utføre eksperimenter. De ser ikke for seg fytosensorvegger som kommer til et hjem nær deg når som helst, men ser prosjektet som en langsiktig prosess, kanskje involverer innbyggerforskere som hjelper til med forskningen ved å gjøre hjemmeeksperimenter med konstruerte planter.
Arbeidet var et samarbeid mellom Stewart og kona, Susan Stewart, og professor i interiørdesign i Rana Abudayyeh. Susan Stewart studerer interiørdesign ved universitetet.
"Hun fortalte meg om klassene sine, og de gjorde disse ryddige konseptuelle prosjektene som omhandlet planter og bioluminescens, " sier Neal Stewart. "Jeg tenkte at det er ganske langt ute - vi skulle samarbeide."
