Mer enn et halvt århundre etter at den traff hyller, forblir den ydmyke Lego-mursteinen et veldig vellykket leketøy, takket være byggesteinens allsidighet så vel som flere lisensavtaler det siste tiåret (som sist har katapulert selskapet over Mattel for å gjøre det verdens beste leketøysprodusent).
Men Lego-murstein har også tidvis funnet veien inn i laboratorier som verktøy for vitenskapelig forskning. Et team fra University of Cambridge brukte for eksempel mursteinene til å bygge syntetiske bein.
Nå har forskere ved Iowa State University slått til gjennomsiktige Lego-murstein som en ny og rimelig måte å studere vekst på planter på. Arbeidet, som nylig er publisert i tidsskriftet PLOS One, argumenterer for at mursteinene kan brukes til å lage svært presise, centimeter store skalaer med kjemiske gradienter for å studere hvordan kjemiske endringer påvirker rotveksten.
Å forstå hvordan kjemiske og miljømessige forandringer påvirker veksten av planteroten kan øke avlingene og gi oss en bedre forståelse av hvordan visse avlinger vil reagere på klimaendringer.
Ludovico Cademartiri, assisterende professor i materialvitenskap og ingeniørvitenskap ved Iowa State University og en medforfatter av papiret, fortalte Smithsonian.com at ideen om å bruke Legos kom ut av en idédugnad som ble utløst av hvor overraskende lite er kjent om veien planter reagerer på miljøendringer.
"Det er en økende enighet om at det er et av de viktigste områdene som trenger utvikling for plantevitenskap og jordbruk, " sier Cademartiri. "Hvis vi ønsker å forbedre avlingene våre, må vi lære hvordan planter reagerer på veldig komplekse miljømessige signaler."
Han sier at grunnen til at vi ennå ikke vet mer om emnet, delvis er på grunn av mangel på verktøy tilgjengelig for disse presise typer eksperimenter. Teknikker på høyt nivå har lenge eksistert for å studere små en- eller flercellede organismer, men planter utgjør et problem ved at de starter små og blir mye større gjennom studietiden. Drivhus fungerer bra for store studier som krever at alle planter har et homogent ytre miljø (samme nivå av varme og fuktighet, for eksempel blant andre faktorer). Men tenk deg et planteeksperiment der forskere kan trenge å sette opp 100 planter i 100 forskjellige kontrollerte miljøer, både over og under jordnivået, med hvert oppsett som gir nok rom for at planten kan vokse, og du begynner å få en følelse av problem.
Eksisterende mikrofluidiske teknologier lar forskere som molekylærbiologer kontrollere testmiljøer med en presisjon av en milliondel meter, men disse systemene kan være svært vanskelige og dyre å skalere opp for planteforskning.
Gjennomsiktige Lego-klosser presenterer et lykkelig medium, ved at de er rimelige, men skaper miljøer som er nøyaktige nok for seriøs studie, slik Cademartiri og teamet hans lærte da de begynte å undersøke ideen.
Forskerne valgte gjennomsiktige Lego-stykker som kan kjøpes enkeltvis direkte fra Legos nettsted, legge dem i en autoklav for sterilisering, og deretter brukt bitene til å bygge rektangulære containere for å holde geléen eller annen jord erstatning. Beholderne kan bygges i forskjellige størrelser for å imøtekomme forskjellige plantestørrelser eller rottyper. Når et eksperiment er over, kan brikkene brytes ned, renses og brukes igjen.
Doktorgradsstudent Kara Lind, en annen forfatter av studien, jobbet med måter å sikre at Lego-klosser kunne holde de gjennomsiktige gelene som brukes som jorderstatninger for å la forskere lett se rotendringer, rapporterte Iowa State News Service. Hun jobbet også ut måter å lage spesifikke kjemiske gradienter i strukturene, for å se hvordan planter reagerer på forskjellige kjemikalier, det være seg giftstoffer eller næringsstoffer.
Resultatet: "Det viste seg at Lego presterte mye bedre enn vi trodde, av et par grunner, " sier Cademartiri.
For det første er en "gjennomsiktig Lego laget av polykarbonat, så det betyr at den kan steriliseres, noe som gjør den ideell for biologisk arbeid." Mursteinene er også kjemisk inerte, slik at de ikke reagerer med omgivende materialer og potensielt ødelegge eksperimenter.
Teamet har som mål å fortsette å utvikle Legos som en plattform og verktøy sett for seriøs planteundersøkelse, i håp om at andre forskere vil finne de ikoniske klossene som er nyttige i sin egen forskning.
Cademartiri sier det er for tidlig å fortelle i hvilken grad forskere vil eller ikke vil ta opp Legos til plantestudie, men at han er optimistisk. Lærere har lenge brukt Legos i klasserom, og selskapets Mindstorms-robotikklinje, bortsett fra å bli brukt til å bygge kunstige bein, har også blitt brukt av forskere ved University of Vermont for å lage roboter som endrer form for å "lære" hvordan gå. Så det er i det minste sannsynlig at Lego murstein vil fortsette å finne et sporadisk hjem i forskningslaboratorier så vel som leketøykassen.
"Det vi gjorde var å tvinge oss til å lage de enkleste, billigste, mest praktiske og dyktige verktøyene som vi kunne utvikle, " sier Cademartiri. "Så vi håper at andre forskere vil finne dem nyttige, og vi tror de vil gjøre det."
