;
Наука 21 февраля 2021

Ученые создали мягкого робота, чтобы доказать, что корни растений «танцуют»

Далее

Исследователи Университета Дьюка хотели выяснить, как корни растений укрепляются в почве. Для этого они установили камеру на прорастающих в прозрачном геле семенах риса. Ученые делали новый снимок каждые 15 минут в течение нескольких дней и в итоге доказали, что корни растений «танцуют» для закрепления в земле.

Ученым стало интересно, что происходит с корнями растений, когда они углубляются в почве. Заняв весь процесс, они обработали данные. Сократив 100 часов съемки роста до минуты, ученые увидели, что рисовые корни используют специальный трюк для закрепления в почве. Больше всего это было похоже на движение штопора. Чтобы проверить свою теорию, ученые использовали мягкого робота, который и сам похож на корень.

Благодаря наблюдениям ученые получили новое понимание того, как и почему кончики корней растений вращаются во время роста. Например, выяснилось, что некоторые корни не могут двигаться как штопор. Виной всему является мутация гена HK1, которая заставляет их расти прямо вниз, а не кружиться и извиваться, как это делают другие корни.

Новые покадровые видеоролики запечатлевают то, что слишком медленно для нашего глаза: растущие кончики рисовых корней делают штопороподобные движения, покачиваясь и извиваясь по спирали, зарываясь в почву. Используя покадровую съемку вместе с роботом, похожим на корень, исследователи получили новое представление о том, как и почему кончики корней растений вращаются во время роста. Предоставлено: лаборатория Бенфея / Голдмана.

Ученые предполагают, что стратегия спирального роста, особый «танец» растений является поисковой стратегией — способом найти лучший путь для углубления в почве.

В экспериментах, проведенных в лаборатории профессора физики Дэниела Голдмана в Технологическом институте Джорджии, наблюдения за нормальными и мутантными корнями риса показали, что нормальные спиралевидные корни в три раза чаще находят отверстие и вырастают на другую сторону.

Сотрудники Технологического института Джорджии и Калифорнийского университета в Санта-Барбаре построили мягкого податливого робота, который разворачивается, как корень, и оставили его на полосе препятствий, состоящей из неравномерно расположенных колышков.

Даже без сложных датчиков или элементов управления роботизированный корень все еще мог преодолевать препятствия и находить путь через колышки. Но когда изгибание из стороны в сторону прекратилось, робот быстро застрял.

Наконец, команда вырастила обычные и мутантные семена риса в грунтовой смеси, используемой для бейсбольных полей, чтобы проверить их на препятствиях, с которыми корень действительно может столкнуться в почве. Конечно, в то время как у мутировавших корней были проблемы с препятствиями, нормальные легко их преодолевали.

Работа помогает ученым понять, как корни растут в твердой, уплотненной почве.


Читайте также

Создана первая точная карта мира. Что не так со всеми остальными?

Ученые впервые зафиксировали, как вокруг звезд малой массы формируются планеты

Открыто лекарство от старости, убирающее стареющие клетки

Загрузка...