https://frosthead.com

כיצד לגו יכול לשנות את מה שאנחנו יודעים על צמחים

יותר ממאה וחצי לאחר שפגע במדפים, לבני הלגו הצנועות נותרו צעצוע מצליח להפליא, בזכות הרבגוניות של אבן הבניין כמו גם עסקאות רישוי מרובות בעשור האחרון (אשר לאחרונה, אכלסו את החברה על פני מאטל כדי להפוך אותה יצרנית הצעצועים המובילה בעולם).

אבל לבני לגו מצאו את דרכם מדי פעם למעבדות ככלי למחקר מדעי. צוות מאוניברסיטת קיימברידג ', למשל, השתמש בלבנים לבניית עצמות סינתטיות.

כעת, חוקרים מאוניברסיטת איווה פנו לבני לגו שקופות כדרך חדשה בעלות נמוכה לחקר גידול צמחים. היצירה, שפורסמה לאחרונה בכתב העת PLOS One, טוענת כי ניתן להשתמש בלבנים ליצירת מערכות בקנה מידה מדויק בסנטימטר עם שיפועים כימיים כדי ללמוד כיצד שינויים כימיים משפיעים על צמיחת שורשים.

ההבנה כיצד שינויים כימיים וסביבתיים משפיעים על צמיחת שורש צמחים עשויה להגדיל את תפוקות היבול ולתת לנו הבנה טובה יותר של האופן בו יבולים מסוימים יגיבו לשינויי אקלים.

לודוביקו קמדרטירי, עוזר פרופסור למדעי חומרים והנדסה באוניברסיטת איווה, וסופר משותף של העיתון, אמר ל- Smithsonian.com כי הרעיון של שימוש בלגוס יצא ממושב סיעור מוחות שהצית כמה מפתיע מעט ידוע על הדרך צמחים מגיבים לשינויים סביבתיים.

"יש הסכמה הולכת וגוברת שמדובר באחד התחומים החשובים ביותר שצריך פיתוח למדעי הצמח והאגרונומיה, " אומר קמדרטירי. "אם אנו רוצים לשפר את תפוקת היבול שלנו, עלינו ללמוד כיצד הצמחים מגיבים לרמזים סביבתיים מורכבים מאוד."

לדבריו, הסיבה לכך שאיננו יודעים יותר על הנושא היא, בין השאר, בגלל היעדר כלים זמינים לניסויים מדויקים אלה. טכניקות ברמה גבוהה קיימות זה מכבר לחקר אורגניזמים חד-תאיים או רב-תאים, אך צמחים מהווים בעיה בכך שהם מתחילים להיות זעירים וגדלים בהרבה לאורך זמן הלימוד. חממות פועלות היטב למחקרים גדולים הדורשים מכל הצמחים סביבה חיצונית הומוגנית (אותה רמת חום ולחות, למשל, בין גורמים אחרים). אך דמיין ניסוי צמחי בו מדענים עשויים להידרש להקים 100 צמחים במאה סביבות מבוקרות שונות, הן מעל ומתחת לגובה האדמה, כאשר כל התקנה מאפשרת מספיק מקום לצמח לצמוח, ותתחיל לקבל תחושה של בעיה.

טכנולוגיות מיקרו-פלואיד קיימות מאפשרות למדענים כמו ביולוגים מולקולריים לשלוט בסביבות בדיקה ברמת דיוק של מליון מטר, אך מערכות אלה יכולות להיות קשות ויקרות מאוד לבצע סקירה למחקר צמחים.

לבני לגו שקופות מציגות מדיום שמח, בכך שהן בר השגה אך מייצרות סביבות מדויקות מספיק למחקר רציני, כפי שלמדו Cademartiri וצוותו כשהחלו לחקור את הרעיון.

החוקרים בחרו בקטעי לגו שקופים מחוץ למדף, אותם ניתן לרכוש באופן פרטני ישירות מאתר של לגו, הכניסו אותם לחיטוי לעיקור, ואז השתמשו בחלקים לבניית מיכלים מלבניים כדי להחזיק את הג'ל או תחליף אדמה אחר. ניתן לבנות את המכולות בגדלים משתנים כדי להתאים לגדלי צמח שונים או לסוגי שורש שונים. לאחר סיום הניסוי, ניתן לפרק את החלקים, לנקות אותם ולהשתמש בהם שוב.

דוקטורנט קארה לינד, מחבר אחר של המחקר, עבד על דרכים להבטיח כי לבני לגו יוכלו להחזיק את הג'לים השקופים המשמשים כתחליפי אדמה כדי לאפשר לחוקרים לראות בקלות שינויים שורשיים, כך דווח בשירות החדשות של מדינת איווה. היא גם פיתחה דרכים ליצור שיפועים כימיים ספציפיים בתוך המבנים, לראות כיצד צמחים מגיבים לכימיקלים שונים, בין אם מדובר ברעלים או חומרים מזינים.

התוצאה: "התברר שלגו הצליחה הרבה יותר טוב ממה שחשבנו, מכמה סיבות", אומר קמדרטירי.

ראשית, "לגו שקוף עשוי מפוליקרבונט, כך שאפשר לעקר אותו, מה שהופך אותו מתאים באופן אידיאלי לעבודה ביולוגית." הלבנים גם אינרטיות כימית, כך שהם לא יגיבו עם חומרים מסביב עשויים לקלקל ניסויים.

הצוות שואף להמשיך ולפתח את לגוס כפלטפורמה וככלי עבודה לחקר צמחים רציני, בתקווה שמדען אחר ימצא את הלבנים האייקוניות מועילות במחקר שלהם.

Cademartiri אומר שמוקדם מדי לדעת באיזו מידה מדענים יקחו או לא יקחו לגוס ללימוד הצמחים, אך הוא אופטימי. מחנכים משתמשים כבר מזמן בלגואים בכיתות, וקו הרובוטיקה Mindstorms של החברה, מלבד השימוש בהם לסייע בבניית עצמות מלאכותיות, שימש גם חוקרים מאוניברסיטת ורמונט ליצירת רובוטים שמשנים את צורתם כדי "ללמוד" כיצד ללכת. אז לפחות סביר להניח שלבני לגו ימשיכו למצוא בית מדי פעם במעבדות מחקר כמו גם בתיבת הצעצועים.

"מה שעשינו היה להכריח את עצמנו ליצור את הכלים הפשוטים ביותר, הזולים ביותר, הנוחים והיכולים ביותר שיכולנו לתכנן", אומר קמדרטירי. "אז אנחנו מקווים שמדענים אחרים ימצאו אותם מועילים ואנחנו חושבים שהם יעשו זאת."

כיצד לגו יכול לשנות את מה שאנחנו יודעים על צמחים