ВЧЕНІ ДОВЕЛИ, ЩО РОСЛИНАМ ПІДСИЛУ МАТЕМАТИКА

Здавалося б, рослини тільки й створені для того, щоб ними милуватися; та якими б простими не здавалися вони на перший погляд, варто усвідомлювати, що щодня у них перебігає безліч складних процесів, які регулюють їх роботу. До цього часу було відомо, що за кожну з життєво важливих функцій рослини, а саме ріст, розвиток, дихання, обмін речовин, подразнення та розмноження, відповідає певна тканина чи орган. Проте навіть біологи недооцінювали розум рослини. Вивчаючи поведінку зразків у лабораторії, дослідники із Центра Джона Іннеса, Великобританія, встановили, що при визначенні швидкості використання крохмалю, який запасається у вакуолях, рослини фактично виконують математичну операцію ділення. Це докорінно перевернуло уявлення ботаніків про структуру рослинного організму.

Для денного живлення рослини використовують отриману від Сонця енергію, перетворюючи з її допомогою вуглекислий газ на крохмаль і цукор. Так поживні речовини за день накопичуються, і їх доводиться споживати рослині вночі в умовах відсутності світла.  Якщо запас крохмалю закінчиться раніше, аніж потрібно, рослина відчуває голод і її ріст припиняється, якщо  ж навпаки, крохмаль використовується повільно, – частина його виявляється непотрібною. Професори Мартін Говард та Алісон Сміт виявили, що у листках рослинних організмів міститься специфічний механізм, який за рахунок простого алгоритму регулює споживання крохмалю . Це відбувається наступним чином: механізм вимірює залишковий запас полісахариду і, використовуючи власний внутрішній біологічний годинник, оцінює, скільки часу залишилося до світанку. Тоді визначається відношення першої величини до другої, і вуаля! Швидкість споживання крохмалю визначено!

До того ж, такий алгоритм дає  гарантію, що до самого світанку рослина буде забезпечена харчуванням, навіть якщо ніч закінчиться занадто рано або з якихось причин зміниться рівень крохмалю у вакуолях. Як результат, до сходу Сонця споживається приблизно 95% накопиченого крохмалю, тобто рослина уникає нічного голодування і водночас максимально ефективно використовує живлення для нічного росту.

На думку Мартіна та Алісон, кодування вихідних даних, що необхідні для обчислень, може відбуватися за рахунок концентрацій молекул двох типів – S (концентрація крохмалю) та Т (час). Якщо концентрація S-молекул збільшується, механізм стимулює споживання крохмалю, а збільшення концентрації молекул типу Т призводуть до сповільнення цього процесу. Результуюча ж швидкість, за цією теорією, визначається саме відношенням концентрацій.

Професори-ботаніки вважають, що для підвищення врожайності сільськогоспродарських культур відкрита ними особливість росту рослин у темряві виявиться надзвичайно корисною.

РАВЛИКИ - ДЖЕРЕЛО ЕНЕРГІЇ

 

Останнім часом в альтернативній енергетиці потроху почала розвиватися сфера вироблення енергії шляхом використання живих організмів. Спочатку вчені навчились добувати її з винограду, картоплі, згодом – навіть тарганів. Тепер на світову арену виходить їхній послідовник – звичайнісінький равлик, якого німецькі дослідники пропонують використовувати в якості генератора.

Відкриття було зроблено Євгенієм Кацом, професором хімії з університету Кларксон в Постдамі, та його колегами. Робота крихітних біопаливних ланок, які вчені імплантували у тіло декількох равликів, виконувалась за рахунок окислення глюкози, що міститься у гемолімфі тварин. Через маленькі отвори у мушлі слимаків було відведено контакти від анода і катода.

Важлива відмінність такого способу добування енергії від використання винограду чи тараканів полягає в тому, що равлик може виробляти її безперервно не лише впродовж кількох днів чи тижнів, а й навіть місяців. Така перевага пояснюється тим, що вмонтовані електроди абсолютно не заважають слимакові жити довгим і здоровим життям, їсти, пити і повзати. Євгеній повідомляє, що він та його колеги піклуються про самопочуття піддослідних тваринок.Отримання енергії відбувалося стрибкоподібно; за перші декілька хвилин з того моменту, як електроди було під’єднано, дослідникам вдалося отримати 7,45 мкВт, проте незабаром значення цієї величини знизилося до 0,16 мкВт: запаси глюкози поблизу поверхні електрода було вичерпано. Равлики ж продовжували їсти і рухатись, ніби “підзаряджаючись”, після чого продовжували процес генерування енергії. Її буде цілком досить, щоб забезпечити живлення малопотужних приладів (наприклад, датчиків чи бездротових передавачів). Зі схожими цілями планують використовувати також таких потенційно електрогенеруючих істот, як червів і комах. Остання ідея навіть була підтримана і нині фінансується Міністерством оборони США: його представники мають мету створити кіборг-комах, які збирали б інформацію про навколишнє середовище. Медичне застосування також передбачається дослідниками –  для живлення кардіостимуляторів та інших медичних приладів. Наступна ж задача вчених університету Кларксон – електрифікація омарів, яких було обрано у зв’язку з можливістю збільшення енергії, що генерується, через складніші процеси обміну речовин у великому організмі.