Πώς θα καταφέρουν οι ρίζες να απορροφήσουν νερό και θρεπτικά συστατικά με πιο αποτελεσματικό τρόπο; Η απάντηση έρχεται από ένα ρομπότ που αποτελεί
Πώς θα καταφέρουν οι ρίζες να απορροφήσουν νερό και θρεπτικά συστατικά με πιο αποτελεσματικό τρόπο;
Η απάντηση έρχεται από ένα ρομπότ που αποτελεί μέρος ενός περίπλοκου μηχανισμού που αναπτύχθηκε για να βελτιώσει το σιτάρι και άλλες σοδειές.
Δείγματα σίτου που καλλιεργήθηκαν σε εδάφη με διαφορετική σύσταση περάστηκαν από έναν τεράστιο τομογράφο με ακτίνες Χ.
Σύμφωνα με τον Μάλκολμ Μπένετ, βοτανολόγο του πανεπιστημίου του Νότιγχαμ και συντονιστή του προγράματος Future Roots , «καλλιεργούμε σοδειές για δέκα χιλιάδες χρόνια, ελέγχοντας μόνο το πάνω μέρος. Όμως θέλουμε να κάνουμε τα φυτά θρεπτικότερα και να χρησιμοποιούμε το νερό πιο αποτελεσματικά. Κι αυτό προϋποθέτει έναν στενό έλεγχο στις ρίζες. Θέλουμε, λοιπόν, να αποκαλύψουμε το κρυμμένο μισό των φυτών».
Τα σκάνερς στο εργαστήριο του πανεπιστημίου του Νότιγχαμ επιτρέπουν στους επιστήμονες να δουν πώς αναπτύσσεται συν τω χρόνω η αρχιτεκτονική στις ρίζες διαφορετικών φυτών.
Η τεχνολογία είναι παρόμοια με εκείνη της ιατρικής απεικόνισης.
«Τα τελευταία πέντε χρόνια πήγαμε από τη μία σάρωση ανά ώρα σε μία ανά δέκα λεπτά. Αν συντομεύσουμε αυτό το χρονικό διάστημα, θα εξετάσουμε σε μεγαλύτερο βάθος τη διαδικασία της ανάπτυξης της ρίζας», λέει ο εδαφολόγος του πανεπιστημίου του Νότιγχαμ Κρεγκ Στάροκ.
Οι σαρώσεις βοηθούν στη δημιουργία μοντέλων που προβλέπουν την ανάπτυξη της ρίζας σε διαφορετικά εδάφη με διαφορετική υγρασία.
«Βλέπουμε πολλές ρίζες στην ίδια εικόνα. Προσπαθούμε να τις ξεχωρίσουμε, ώστε να εξετάσουμε τον τρόπο που αλληλεπιδρούν μεταξύ τους υπογείως. Μπορούμε επίσης να έχουμε μια αλληλουχία εικόνων και να δούμε έτσι την ανάπτυξή τους. Έπειτα, αναλύουμε την εικόνα για να δούμε πού βρίσκεται το νερό και πού ο αέρας στο χώμα, ώστε να ερευνήσουμε την αλληλεπίδραση μεταξύ της δομής του χώματος και της ανάπτυξης της ρίζας», όπως μας λέει ο Τόνι Πρίντμορ, ειδικός σε θέματα πληροφορικής του ίδιου πανεπιστημίου.
Τα μοντέλα επέτρεψαν σε επιστήμονες ενός ευρωπαϊκού ερευνητικού προγράμματος να επιβεβαιώσουν κάποιες ενδείξεις για το πώς συμβάλλει η μορφή της ρίζας στη μεγιστοποίηση της λήψης νερού και θρεπτικών συστατικών.
Ο Στάροκ μας εξηγεί ότι «ανακαλύψαμε ότι υπό συνθήκες χαμηλής υγρασίας οι πλευρικές ρίζες δεν αναπτύσσονται τόσο καλά όσο σε υψηλότερη υγρασία. Με αυτές τις εικόνες μπορούμε να αντιληφθούμε πώς αναπτύσσονται αυτές οι ρίζες υπό το κυτταρικό πρίσμα. Έπειτα συνδυάζουμε τα στοιχεία σε μοριακούς μηχανισμούς για να λάβουμε μια σαφή εικόνα του πώς να καλλιεργήσουμε σοδειές που ίσως να έχουν καλύτερη πορεία σε εδάφη με χαμηλά ποσοστά υγρασίας».
Τελικός στόχος είναι η αναγνώριση των βασικών χαρακτηριστικών και γονιδίων στην αρχιτεκτονική της ρίζας που ελέγχουν τη λήψη νερού και θρεπτικών ουσιών. Έτσι θα έχουμε σοδειές προσαρμόσιμες και παραγωγικότερες.
Σύμφωνα με τη μικροβιολόγο Στέφανι Σμιθ, «ξέρουμε ήδη ότι η αυξίνη, μια φυτική ορμόνη, εμπλέκεται πολύ στο ρίζωμα του φυτού. Μπορεί μια ρίζα να είναι στενή ή να έχει πολύ πλατιά διακλάδωση. Όμως θέλουμε να μάθουμε κι άλλα. Για παράδειγμα, πώς λαμβάνονται οι θρεπτικές ουσίες από το έδαφος. Ή πως ακριβώς η ρίζα απορροφά το νερό».
Μαζί με την ανάπτυξη παραγωγικότερων σοδειών, οι επιστήμονες πιστεύουν πως η έρευνά τους μπορεί να αποδειχθεί χρήσιμη για την προστασία του αγροτικού περιβάλλοντος.
Ο Μάλκολμ επισημαίνει ότι «προς το παρόν, ένα φυτό απορροφά μόνο το 40% του λιπάσματος που του έχουμε βάλει. Δηλαδή, πολύ λίπασμα πηγαίνει στο έδαφος και δεν απορροφάται, μολύνοντας τον υδροφόρο ορίζοντα. Αυτό, λοιπόν, που θέλουμε είναι να μειώσουμε τον αριθμό των θρεπτικών συστατικών που χάνονται και αντίστοιχα να αυξήσουμε τον αριθμό εκείνων που λαμβάνονται».
Σύμφωνα με τους ερευνητές, για το λόγο αυτό είναι αναγκαία η στενότερη συνεργασία μεταξύ εδαφολόγων, χημικών, μαθηματικών, πληροφορικάριων και βοτανολόγων.