Ahli botani telah berkembang bunga opal • Elena Naimark • Berita Sains mengenai "Unsur-Unsur" • Botani, April Pertama, Biologi Molekul, Mineralogi

Pakar botani telah menanam bunga opal

Batang Araucaria yang fosil, yang dibuat oleh opal dan chalcedony, adalah simbol Taman Negara Hutan Petrified di Arizona, Amerika Syarikat. Foto dari incolors.club

Botanis dari Jerman dapat mendapatkan bunga silicified sepenuhnya. Untuk melakukan ini, mereka perlu mengubah beberapa gen yang bertanggungjawab untuk peredaran silikon dalam tisu tumbuhan dan menjadikannya berfungsi dalam persekitaran yang baru untuk diri mereka sendiri. Akibatnya, silicification bermula dengan perkembangan bunga dan berlangsung selama seminggu. Pada masa ini, beberapa bunga sepenuhnya digantikan oleh silika amorf – opal. Para saintis percaya bahawa penciptaan replika mineral semula jadi tumbuhan dapat sangat menjanjikan untuk tujuan hiasan.

Ahli botani dari University of Bielefeld (Jerman) menyiasat sistem enzim yang mengawal metabolisme silikon dalam tisu tumbuhan. Mereka bekerja dengan objek model. A. thalianayang genomnya terkenal. Dan ini, sememangnya menyumbang kepada penciptaan konstruksinya yang tidak biasa, yang mereka terima dalam tiga tahun percubaan.

Kemasukan silikon melalui sistem akar dan pemendapannya dalam bunga, daun, dan batang A. thaliana (A) dan bentuk kelopak sedikit kelopak kelopak (B). Rajah. dari artikel yang dipersoalkan Perbatasan dalam Sains Tanaman, dengan perubahan

Sudah diketahui bahawa silikon diperlukan untuk sel tumbuhan untuk pertumbuhan normal. Sesetengah tumbuh-tumbuhan, seperti paku dan banyak monokot, mengumpul sel silikon, jumlahnya dalam tisu tumbuhan mencapai 1-10%. Dalam tumbuhan yang lebih tinggi, silikon mengawal pertumbuhan dan tahap kesan tekanan (suhu, kimia) pada sel.

Pemendapan silikon (warna biru) dalam stamens A. thaliana. Anak panah menunjukkan permulaan ungkapan pengangkutan LSi6

Tumbuh-tumbuhan mendapat silikon dari tanah, di mana pelbagai bentuk asid silicic yang terlarut sentiasa ada. Telah diketahui bahawa proses ini dikendalikan oleh sekumpulan enzim (LSi1-6): kerja mereka menentukan keseimbangan varian masuk dan keluar asam silikat. Dalam tumbuh-tumbuhan yang lama, seperti konifer, proses penghapusan silikon dari tisu boleh melambatkan; Akibatnya, tumbuhan secara beransur-ansur dipenuhi dengan silikon amorfus, ia menjadi monumen abadi untuk dirinya sendiri, dibuat dengan varian agate.

Contoh fenomena yang paling terkenal ini ialah batang hutan hutan Petrified Forest di Arizona, digantikan oleh silika silika – kuarza, opal, chalcedony.Tetapi juga dalam tumbuhan lain, struktur mineral silika boleh membentuk sepanjang hayat. Oleh itu, silika hidroksida adalah sebahagian daripada jerami bijirin, pepejal yang kukuh dalam ekor kuda dan terutama di simpul buluh. Internodes buluh, yang tumbuh di India, kadang-kadang membentuk pembentukan bulat opal (hydrophane), yang dikenali sebagai Tabashir, kadang-kadang digunakan oleh perhiasan.

Karya ahli botani Jerman ditujukan untuk mengkaji keseimbangan silikon dalam sel dan pengangkutannya dalam sel. Mereka memperkenalkan salinan tambahan gen LSi1-6 ke dalam genom, yang bertanggungjawab mengikat dan mengangkut silikon ke dalam sel dari luar dan di antara sel-sel. Di samping itu, mereka telah mengintegrasikan segmen pengangkut silikon LSi6 dan faktor transkripsinya ke rantau genom yang mengawal bermulanya pembungaan. Faktor transkripsi ini, tidak seperti rakan sejagatnya, menanggapi pencahayaan. Akibatnya, dengan bermulanya bunga, silikon memasuki kilang pada waktu siang hari dengan keamatan yang tinggi. Sejak penyingkirannya tidak begitu penting, dia tetap berada di dalam tumbuhan itu sendiri. Para saintis berjaya memastikan bahawa tumbuhan berbunga di kebanyakan tisu bunga dan sebahagiannya di daun dan batang secara aktif disimpan silikon amorf.

Oleh kerana kadar metabolik yang sangat tinggi semasa pembentukan bunga, keseluruhan proses menggantikan sel tumbuhan dengan silikon mengambil dari dua hari hingga 1 minggu. Dalam seminggu, kelopak, stamen dan pistil hampir sepenuhnya digantikan oleh varian opal.

Salah satu warna opal A. thalianaditanam di makmal. Foto dari ebay.co.uk

Setakat ini, tidak mungkin sepenuhnya menyesuaikan proses silicification, kerana, disebabkan oleh ungkapan yang tidak sekata pengangkut silikon dalam tisu yang berbeza, proses itu berhenti. Walau bagaimanapun, beberapa bunga yang benar-benar opal masih berkembang. Para saintis telah membuat untuk diri mereka dari dua salinan bunga ini perhiasan yang tidak dapat dilupakan. Namun inilah perhiasan pertama yang diperolehi menggunakan bioengineering.

Adalah jelas bahawa pengubahsuaian metabolisme mineral dalam tumbuhan adalah jalan langsung kepada penciptaan replika mineral tumbuhan. Bunga batu sudah mungkin dibuat di makmal biokimia; Mencari cara untuk mendapatkan bunga besi-magnesium, serta zink, kromium, dan molibdenum, menjanjikan. Bagi semua elemen ini, tumbuhan mempunyai sistem pengangkutan intrasel.Puan Gunung Tembaga yang terkenal akan dipaksa untuk meletakkan tempat mereka kepada ahli genetik moden.

Sumber: Muhammad Ansar Farooq dan Karl-Josef Dietz. Silikon sebagai pemain serba boleh // Perbatasan dalam Sains Tanaman. 2016. V. 2. P. 172-178.

Elena Naimark


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: