Fiziklər ətyeyən bitkinin biyomaqnit siqnallarını ölçmək üçün atom maqnitometrlərindən istifadə edirlər.
The Venera flytrap (Dionaea əzələ) dəyişdirilmiş yarpaqları tələ kimi istifadə edərək ovunu əhatə edən ətyeyən bir bitkidir. Bu müddət ərzində hərəkət potensialı olaraq bilinən elektrik siqnalları, yarpaq loblarının bağlanmasına səbəb olur. Disiplinlerarası bir alim qrupu bu elektrik siqnallarının ölçülə bilən maqnit sahələri yaratdığını indi göstərdi. Atom maqnitometrlərindən istifadə edərək bu biomaqnetizmi qeyd etmək mümkün oldu. “İstintaqın insanlarda MRT müayinəsi aparmaq kimi bir şey bulunduğunu söyləyə bilərsiniz” dedi fizikçi Anne Fabricant. “Sorun bitkilərdəki maqnit siqnallarının çox zəif olmasıdır və bu, onları köhnə texnologiyaların köməyi ilə ölçməyin niyə çətin bulunduğunu izah edir.”
Venera flytrap-dakı elektrik aktivliyi maqnit siqnalları ilə əlaqələndirilir
İnsan beynində müəyyən bölgələrdəki gərginliyin dəyişməsini, hərəkət potensialı şəklində sinir hüceyrələri süresince hərəkət edən elektrik enerjisi fəaliyyətindən qaynaqlandığını bilirik. Elektroensefalografi (EEG), magnetoensefalografi (MEG) və maqnit rezonans görüntüləmə (MRG) kimi üsullar bu fəaliyyətləri qeyd etmək və pozğunluqları qeyri-invaziv olaraq təyin etmək üçün istifadə edilə bilər. Bitkilər stimullaşdırıldıqda, insan və heyvan sinir sisteminə bənzər bir hüceyrə şəbəkəsindən keçə bilən elektrik siqnalları da yaradırlar.
Johannes Gutenberg Universiteti Mainz (JGU), Helmholtz İnstitutu Mainz (HIM), Julius-Maximilians-Universität of Würzburg (JMU) və Physicalisch-Technisch Bundesanstalt (PTB), Almaniyanın ulusal vətəndaşı Berlin. meteorologiya institutu, indi Venera flytrap’daki elektrik fəaliyyətinin maqnit siqnalları ilə də əlaqəli bulunduğunu nümayiş etdirdi. JGU və HIM-də professor Dmitri Budkerin tədqiqat qrupunun doktoru namizədi Anne Fabricant, “Çoxhüceyrəli nebat sistemindəki fəaliyyət potensialının ölçülə bilən maqnetik sahələr meydana gətirdiyini nümayiş etdirə bildik” dedi.
Tələsi Dionaea əzələ toxunulduqda tüm tələ süresince hərəkət edən bir hərəkət potensialını tetikleyen həssas tüklü bilobed tələ yarpaqlarından ibarətdir. Ardıcıl iki stimuldan sonrasında tələ bağlanır və potensial böcək ovu içəridə kilidlənir və sonradan həzm olunur. Maraqlıdır ki, tələ müxtəlif yollarla elektrik baxımından həyəcanlandırıcıdır: toxunma və ya zədə kimi mexaniki təsirlərə əlavə olaraq, osmotik enerji, məsələn duzlu su yükləri və istilik və ya soyuq şəklində istilik enerjisi də hərəkət potensialını tetikleyebilir. Tədqiqat qrupu, tədqiqatları üçün hərəkət potensialını induksiya etmək üçün istilik stimulyasiyasından istifadə etdi və böyle de maqnit ölçmələrindəki mexaniki fon səs-küy kimi potensial narahatlıq yaradan amilləri ortadan qaldırdı.
Biyomaqnetizm – canlı orqanizmlərdən maqnit siqnallarının aşkarlanması
Biyomaqnetizm insanlarda və heyvanlarda nisbətən yaxşı araşdırılsa da, nebat krallığında bu günə qədər yalnız kriojenik temperaturlara qədər soyudulması lazım olan həddindən artıq aparıcı-kvant-müdaxilə aleti (SQUID) maqnitometrlərdən istifadə edərək nebat aləmində çox azca ekvivalent tədqiqat aparılmışdır. . Mövcud təcrübə üçün tədqiqat qrupu Venera flytrapının maqnit siqnallarını ölçmək üçün atom maqnitometrlərindən istifadə etdi. Sensor, yerli maqnit sahəsindəki kiçik dəyişikliklərə reaksiya verən qələvi atomlarının buxarı ilə dolu bir şüşə hüceyrəsidir. Bu optik nasoslu maqnitometrlər bioloji tətbiqetmələr üçün daha cəlbedicidir, çünki kriogen soyutma tələb etmir və miniatürləşdirilə bilər.
Tədqiqatçılar Venera flytrapından Yerin maqnit sahəsindən milyonlarla dəfə zəif olan 0,5 pikotesla amplituda olan maqnit siqnallarını aşkar etdilər. “Qeydə alınan siqnal böyüklüyü heyvanlarda sinir impulslarının səthi ölçülməsi zamanı müşahidə edilənlərə bənzəyir” deyə Anne Fabricant izah etdi. JGU fizikləri, digər nebat növlərindən daha kiçik siqnalları ölçməyi hədəfləyirlər. Gələcəkdə bu cür qeyri-invaziv texnologiyalar, potensial olaraq əkinçilikdə nebat mənşəli nebat diaqnozu üçün elektrodlardan istifadə edərək bitkilərə zərər vermədən ani temperatur dəyişikliyinə, zərərvericilərə və ya kimyəvi təsirlərə elektromaqnit reaksiyalar aşkar edərək istifadə edilə bilər.
İstinad: “Fəaliyyət potensialları, ətyeyən Venera flytrap bitkilərində biyomaqnit sahələrini vadar edir” Anne Fabricant, Geoffrey Z. Iwata, Sönke Scherzer, Lykourgos Bougas, Katharina Rolfs, Anna Jodko-Władzińska, Jens Voigt, Rainer Hedrich və Dmitry Budker, 14 yanvar 20, Elmi Hesabatlar.
DOI: 10.1038 / s41598-021-81114-w
Tədqiqatın nəticələri nəşr edilmişdir Elmi Hesabatlar. Layihə Alman Tədqiqat Vəqfi (DFG), Carl Zeiss Fondu və Alman Federal Təhsil və Tədqiqat Nazirliyindən (BMBF) maliyyə dəstəyi aldı.
