Pirmais mēģinājums izmērīt augu biomagnētismu neizdodas

Sensitīvie magnētiskā lauka mērījumi sniedz biologiem unikālu ķermeņa elektriskās funkcijas logu. Piemēram, magnetoencefalogrāfijas tehnika sniedz pārsteidzošu ieskatu cilvēka smadzeņu darbībā.



Bet kā ar augiem, jautājiet Ērikam Korsini un draugiem Kalifornijas universitātē Bērklijā. Protams, tie ir pārāk ilgi ignorēti. Mēs zinām, ka neviens vēl nav atklājis magnētisko lauku no auga, viņi saka. Šie puiši ir drosmīgi nolēmuši labot šo kļūdu.

Bija laiks, kad supravadošās kvantu traucējumu ierīces (SQUIDS) bija bišu ceļi, kad bija jāmēra magnētiskie lauki. Lai gan SQUIDS ir nepieciešams reibinošs piederumu klāsts, lai tie darbotos īpaši vēsā temperatūrā, nekas nevarētu uzlabot to jutīgumu vai veiktspēju.

Tas viss ir mainījies ar dramatiskajiem uzlabojumiem, kas pēdējos gados veikti ar spin-apmaiņas relaksācijas brīviem (SERF) magnetometriem. Tie darbojas, raidot cirkulāri polarizētas gaismas staru caur nelielu rubīdija atomu mākoni. Jebkurš mazs magnētiskais lauks mēdz izlīdzināt elektronus atomos, liekot tiem absorbēt polarizētu gaismu, kas iet caur mākoni. Tātad caurlaidīgās gaismas daudzums ir lauka stipruma mērs.

SERF ir vismaz tikpat jutīgi kā SQUIDS, kas spēj noteikt laukus nanoG režīmā (Zemes magnētiskais lauks uz virsmas ir aptuveni 500 miliG). Tie ir mazi, tikai dažus kubikmilimetrus lieli, un, pats labākais, tie var darboties istabas temperatūrā bez sarežģītām kriogēnām lietām.

Līdz ar to SERF paver pilnīgi jaunus magnētiskā lauka mērījumu veidus.

Korsini un draugi ir izmantojuši savus SERF, lai mēģinātu izmērīt magnētisko lauku, ko rada Trūdijs, reti ziedošs augs, kas pašlaik dzīvo Kalifornijas Universitātes Botāniskajā dārzā Bērklijā.

Trudy ir amorfofāls, ģints, kuras nosaukums ir no grieķu valodas, lai apzīmētu nepareizu dzimumlocekli. Viņa zied tikai reizi sešos gados pasākumā, kas ir kļuvis tik slavens, cik reti. Kad Trūdija uzzied, viņa rada pūtīgu smaku, kas atgādina trūdošus līķus, kas jūdžu attālumā pievilina gan kukaiņus, gan tūristus.

Šī procesa laikā viņas lāpstiņa (zieda neformālā dzimumlocekļa daļa) apmēram 30 minūšu ciklos uzsilst līdz pat 30 grādiem C.

Corsini un co uzskatīja, ka, ja temperatūras paaugstināšanās ir jonu strāvu rezultāts augā, tad tām arī jābūt saistītām ar aptuveni 10 mikroG lielu biomagnētisko lauku. Un procesa ātrums var tikai padarīt mērījumus iespējamus saprātīgā laika periodā.

Tāpēc viņš un pārējie iekārtoja veikalu Kalifornijas Universitātes Botāniskajā dārzā, bruņojoties ar pāris SERF, kas spēj veikt tik jutīgus mērījumus.

Protams, izrādās, ka šie mērījumi ir sarežģītāki, nekā izklausās. Trūdijas siltumnīcā ir sildītāji, kas regulāri ieslēdzas un izslēdzas, lai uzturētu tropisko temperatūru, tā ir piepildīta ar daudziem botāniķiem un tūristiem, kuri vēlas redzēt un saost Trūdiju viņas labākajā stundā, un tā atrodas neērti tuvu piepilsētas vilciena līnijai BART, kas ved uz Sanu. Fransisko.

Corsini un co sāk stāstu: mēs vizuāli novērojām antēzi (ziedēšanas fāzes sākumu) aptuveni pulksten 21:00 naktī uz 22. jūniju.

Tajā brīdī viņi jau ierakstīja, bet ko viņi redzēja? BART brīvie laika periodi (plkst. 1–5) ir skaidri redzami kā relatīvi magnētiski klusi periodi katrā no diviem magnetometra kanāliem, saka viņi, piebilstot, ka lielas magnētiskā lauka svārstības ir redzamas arī Dārza darba laikā (9:00 - 17:00), kad apmeklētāji rosās apkārt.

Viņi arī pamana dažus dīvainus lēcienus mērījumos. Pārtraukumus datos izraisīja netīša katla un/vai sensoru pārvietošana, iespējams, apmeklētāju iekļūšanas dēļ rūpnīcā un apkārtējā iekārtā.

Bet kā ar biomagnētisko lauku? Korsīni un kolēģi apgalvo, ka viņu mērījumi nosaka augu radītā biomagnētisma amplitūdas augšējo robežu 0,6 mikroG. Citiem vārdiem sakot, biomagnētiskie lauki bija pārāk mazi, lai tos izmērītu.

Tas ir kauns, bet kas nogāja greizi? Visticamāk, ka Korsini un viņa kolēģi pārvērtēja lauka lielumu, ko iekārtā varētu radīt jonu strāvas. Viņi pieņem, ka siltumu rada elektromagnētiski, jonu strāvai plūstot caur rezistoru.

Tā var nebūt. Trūdija karstuma viļņus var izraisīt arī kāds eksotermisks ķīmisks process. Tādā gadījumā lauki var būt pārāk mazi, lai tos varētu uztvert SERF.

Bet vajadzētu būt iespējamiem jutīgākiem mērījumiem. Corsini un draugi tagad plāno veikt mērījumus izolētākā vidē, izmantojot vieglāk pārvaldāmus augus. Piemēram, Veneras mušu slazdam ir labi jāiekļaujas standarta fizikas laboratorijā, un to var iedarbināt pēc vēlēšanās.

Trūdiju noteikti bija vērts izmēģināt, ņemot vērā viņas izmēru un vielmaiņas ātrumu, taču šķiet, ka mums būs jāgaida nedaudz ilgāk, līdz pirmo reizi nepārprotami tiks atklāts auga radītais biomagnētiskais lauks.

Vismaz nākamreiz Corsini un co savu darbu varēs veikt bez pūstošu līķu aromāta gaisā.

Atsauce: arxiv.org/abs/1006.3578 : Meklēt augu biomagnētismu ar jutīgu atomu magnetometru

paslēpties