A virágok jövője

A virágok jelzik a Föld éves útját a Nap körül. Egyes növények csak egy ilyen utazás után virágoznak - ezeket egynyári növényeknek nevezzük. Sok növény minden évben többször virágzik, többé-kevésbé ugyanabban az időpontban, mint az előző évben (például a yukka). A virágzás a tavaszt jelzi, bárhol is vagyunk a világon. A sivatagban az esőzések utóhatását jelzi, és a biológiai életnek azt az időszakát, amikor sok élőlény készülődik, hogy partnert találjon a párzási időszakhoz. Szigorúan biológiai értelemben a virágok a növények szaporodási struktúrái. Sok híres botanikus azt állította, hogy a virág az egyik legnehezebben meghatározható szerkezet, mivel egyes virágok hímneműek, mások nőneműek, megint mások biszexuálisak vagy a nemek hibridjei. Másoknak sok szirma van, másoknak egy sem - egyesek csoportosak és mutatósak, mások rejtettek és aprók. Ma már több mint 369 400 különböző virágtípust ismer a tudomány a katicától az orchideáig, amelyekhez több mint 369 400 különböző faj tartozik. Érdekes módon nem a világ összes növényének van virága. Körülbelül 37 511 olyan növényfaj van, amelyik virág nélküli; ezek a fajok, köztük a mohák, páfrányok, tűlevelűek és cikádok egészen más módon szaporodnak.

A virágoknak több funkciójuk is van. A legtöbb virág a szirmok vagy sziromszerű szerkezetek között védi a hím- és nőivarú reproduktív részeit, az androeciumot (görögül: hím háztartás) és a gynoeciumot (nőivarú háztartás). Egyes virágok a reklámról szólnak - hivalkodóak, mutatósak és buják. Ezek arra ösztönzik emberi és méh beporzóikat, hogy látogassák meg őket, szedjék le, fedezzék fel a belsejüket, és adják át virágporukat az egyik virágról a másik virág fogékony női részeire. Néhány virág feltűnésmentes és zöld. Úgy vannak kialakítva, hogy a szél kis örvényeket csináljon belőlük, hogy a légáramlatokban lévő virágport arra ösztönözzék, hogy lerakódjon női részeiken. Ezeket nevezzük szélbeporzású virágoknak.

Az ember szinte kizárólag a virágos növényekre támaszkodik minden növényi eredetű táplálékát illetően. A nem virágos növények táplálékai kivételesen ritkák - ezek közé tartozik a fenyőmag, a tengeri moszat, a gomba, a ginkgo magja és néhány tűlevelű rokon (Gnetum), azonban ezek egyike sem biztosítja világszerte az emberek és a jószágok táplálékának alapvető szénhidrátját. A virágok termelik azokat a magvakat és tárolt szénhidrátokat (búza, zab, rizs, árpa, köles, borsó, bab stb.), amelyeken egész emberi civilizációk fejlődtek ki, és amelyekre ma is támaszkodnak. Nyilvánvaló tehát, hogy virágok nélkül egyszerűen nincs jövő.

A virágok jövője - technológiai szempontból

A virágok jövője a tudomány egyes ágai szerint high-tech. Az ember-számítógép interakciók területén a tervezők azt az elképzelést vizsgálják, hogy a növényeket robotokkal kombinálják élő médiafelületként, hogy befolyásolják az emberi viselkedést és az emberi interakciókat a digitális rendszerekkel. Ez a könnyűrobotika feltörekvő tudományága. A Holstius és munkatársai (2004) által végzett kísérletben élő kukoricacsemetéket, egy újrahasznosító állomást és egyszerű mozgásérzékelő szenzorokat kombináltak egy irányított fényforráshoz csatlakoztatva, hogy megvizsgálják az emberi viselkedést az irodai hulladékkal kapcsolatban. Az élő palánták fototropizmuson keresztül erős egyirányú választ mutattak a fényre, amikor az emberek aktiválták az újrahasznosító tároló mozgásérzékelőjét. Ez viszont bekapcsolt egy fényforrást, amely felé a palánták 8 órán belül növekedtek. A szerzők azt állították, hogy bár a kísérlet emberi alanyai nem mindig értették, hogyan reagálnak a növények a fokozott újrahasznosításra, intuitíve éreztek valami pozitívumot, és hogy a növények a fokozott újrahasznosítást azzal jelezték, hogy erősen az újrahasznosító kuka irányába hajoltak (Holstius et al 2004). A jövőben talán több ilyen növény-robot interakciót láthatunk majd a környezet érzékelésére, a különböző ingerekre való reagálásra és cselekvésre, valamint az emberi viselkedés pozitív irányú befolyásolására.

A növény-számítógép interakciókat kreatívan alkalmazták a londoni állatkertben is, ahol egy Pete nevű páfránynövény 20 másodpercenként készít egy saját szelfit. Ez a szelfi megszállott növény a gyökereinél elhelyezett növényi-mikrobiális üzemanyagcellát használja. Az üzemanyagcellák kis mennyiségű energiát termelnek - amely elegendő a dolgok internetének (IoT) kis eszközeinek, például érzékelőknek és kameráknak az áramellátásához - azáltal, hogy a kémiai energiát (az elhalt gyökerek és gyökérnyálkahártya-kiválások mikrobiális lebontása során felszabaduló protonokat és elektronokat) mikroorganizmusok segítségével elektromos energiává alakítják.

A mikroorganizmusok a növények gyökerein és a gyökerek körül élnek, és a kivált szénhidrátokkal táplálkoznak - ők a növény mikrobiomja - hasonlóan a saját bélmikrobiomunkhoz. Az itt bemutatott üzemanyagcella (de la Osorio de la Rosa et al. 2019-ből) C4-es növényeket használ, amelyek több gyökérszénhidrátot termelnek - és több energiát! A növényi-mikrobiális üzemanyagcellák, mint kis teljesítményű eszközök energiaforrásainak potenciális alkalmazási lehetőségei messzire nyúlnak: a távoli erdőkben a biológiai sokféleség és az évszakos változások megfigyelésére szolgáló, fák által működtetett vadon élő állatok fotózásától a városi faérzékelőkig, amelyek saját, testre szabott szennyezettségi monitorokat működtetnek.

A jövő végső környezeti érzékelői maguk a növények

A jövőben meg fogjuk érteni, hogyan lehet leolvasni és számszerűsíteni teljes érzékelő képességüket, hogy a belső zöld falak és az irodai növényzet érzékelje és jelezze, hogy az irodai belső környezet mennyire egészséges a dolgozók számára a mozgásukon vagy a digitálisan összekapcsolt kijelzőkön keresztül. Nem valószínű, hogy a jövőben egy csokor virág képes lesz saját szelfit készíteni, azonban az elképzelés, hogy egy ritka, virágzó trópusi fáról digitális fényképet kapjunk, amelyet maga a fa készített és küldött el e-mailben, technikailag már megvalósítható. A kiterjesztett növény-számítógép interakciók más példái kihasználják a növények tulajdonságait, hogy lehetővé tegyék az emberek és a digitális rendszerek közötti interakció különböző formáit. Ezekkel a növényi alapú médiainterfészekkel az a cél, hogy kevésbé legyenek tolakodóak a felhasználó számára, és empátiaérzetet keltsenek. A "benőtt" például egy mozgatható növényi endoszkeleton, amelyen egy növény növekedhet. A csontvázszerkezetet úgy hangsúlyozzák ki, hogy az képes a növény mozgását túlzó módon irányítani, ezáltal jelezve az emberi felhasználónak, hogy vegyen be gyógyszert vagy tartsa magát hidratáltan (Degraen et al., 2019). A botanikában létezik egy "növényvakság" nevű fogalom, amely a legtöbb embert teljesen vakká teszi a növényekre (kivéve, ha virágban vannak), a növények domináns zöldsége és mindenütt jelenléte miatt. Talán egy túlzó és természetellenes mozdulatokkal rendelkező számítógép-növény interfész megállásra késztetné az embereket, és arra késztetné őket, hogy a növényeket önálló élő szervezetként lássák?