Кубики LEGO превратились в научный инструмент для изучения роста растений

Доцент кафедры материаловедения и инженерии Университета штата Айова хочет понять влияние окружающей среды на рост растений, в частности, как изменения климата и характеристик почвы влияют на рост корней. Для этого требуется строго контролируемая среда, которая подвергает все растения воздействию окружающей среды, например питательных веществ, воды, градиента кислорода, а также физических препятствий для корней.

Теплицы могут создавать достаточно контролируемую среду для целых растений, но они однородны. Микрожидкостные технологии могут создавать строго контролируемые среды микронного масштаба, но они дороги, относительно сложны и их нелегко масштабировать.

Кадемартири искал способ изучения роста растений и корней, который был бы простым, недорогим и гибким, что позволяло бы проводить эксперименты по всему миру, даже в лабораториях без новейших технологий или инфраструктуры, необходимой для растениеводства или агрономических исследований.Он искал что-то модульное, масштабируемое и структурно точное. Ему нужно было что-то простое, воспроизводимое, доступное и способное проводить множество одновременных экспериментов.

Он искал что-то прозрачное, автоклавируемое, трехмерное, химически инертное и совместимое с существующими экспериментами по выращиванию растений.И он подумал об идеальном предмете из ряда игрушек: кубиках LEGO.

«Забудьте на минутку, что их используют как игрушки», — сказал Кадемартири. «На самом деле это куски высококачественного пластика, изготовленные с высочайшими стандартами точности, которые можно использовать для создания вещей».Они также являются «хорошим примером того, как что-то простое может решить сложную проектную проблему», — сказал он.

Кадемартири и его исследовательская группа сообщают об использовании кубиков LEGO для успешного создания инженерной среды для исследований растений и корней в статье, только что опубликованной рецензируемым онлайн-журналом PLOS ONE.Среди авторов статьи Кадемартири; Кара Линд, докторант в области материаловедения и инженерии штата Айова; Саида Беномар, бывший научный сотрудник постдокторской школы штата Айова и лаборатории Эймса Министерства энергетики США; Энтони Миллер, бывший студент агрономического факультета штата Айова; и Том Сизмур, ранее научный сотрудник постдокторантуры в штате Айова и в лаборатории Эймса, а теперь в отделе исследований Ротамстеда в Харпендене, Англия.Линд сказала, что ее основная роль в этом проекте заключалась в том, чтобы выяснить, как сконфигурировать прозрачные кубики LEGO для хранения геля или других заменителей почвы для прорастания и выращивания растений.

Она также экспериментировала с тем, как сделать пространство LEGO больше, чтобы в нем можно было разместить растущие растения. И она разработала методы создания контролируемых химических градиентов в среде LEGO с целью тестирования реакции растений на питательные вещества и токсины.«Когда я начал эту исследовательскую программу, мне не хватало инструментов для создания строго контролируемой и в то же время бережливой среды, способной вместить весь завод», — сказал Кадемартири. «Первой целью, на которой мы сосредоточились, было создание библиотеки инструментов, которые были бы доступны каждому и позволили бы им — и нам — приступить к научным экспериментам».

Исследователи достигли своей цели: «Здесь мы демонстрируем, что кубики LEGO — очень удобные и универсальные строительные блоки для создания инженерной среды сантиметрового масштаба для корней растений», — написали они в своей статье.Будут ли другие исследователи посещать проход с игрушками?

«Мы действительно считаем, что это может быть полезно», — сказал Кадемартири.Исследователи написали в своей статье, что они будут продолжать развивать эту библиотеку инструментов для «изготовления скромных, но сложных» сред для изучения растений и других организмов.


Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *