Zeitlupe-proteiini aktivoituu illalla ja vaikuttaa vuorokausirytmin ylläpitoon. Kuva: Kimmo Taskinen / HS
Zeitlupe-proteiini aktivoituu illalla ja vaikuttaa vuorokausirytmin ylläpitoon. Kuva: Kimmo Taskinen / HS

Kelloa rukkaamalla voi sopeuttaa kasveja uuteen ympäristöön.

Kasvit reagoivat valoon päivän mittaan, mutta on ollut mysteeri, miten kasvien sisäinen kello tarkkaan ottaen toimii.

Nyt amerikkalaiset tutkijat ovat tehneet todella pikkutarkkaa kemiallista salapoliisintyötä ja paljastaneet mekanismin, joka saa kasvin sisäisen kellon tikittämään.

Koneiston ytimessä on zeitlupe-niminen proteiini, jota syntyy ja hajoaa auringonvalon vaikutuksesta.

”Kasveilla on hyvin monimutkainen lajitelma valoärsykkeitä vastaanottavia reseptoreita, jotka imevät kaikkia eri aallonpituuksia ja auttavat kasvia tunnistamaan ympäristönsä, jotta se voi sopeutua”, selittää tutkimusta johtanut kemisti Brian Zoltowski Dallasin Southern Methodist -yliopistosta.

Päivän aikana kasvit varastoivat energiaa, jota ne käyttävät illan tullen kasvuun ja soluvaurioiden korjaamiseen. Zeitlupe-proteiini aktivoituu illalla ja vaikuttaa 24 tunnin vuorokausirytmin ylläpitoon. Toinen proteiini kytkeytyy päälle aamulla ja mittaa valoisuuden määrästä vuodenaikojen vaihtelua.

Tämä on ollut tiedossa, mutta proteiinien tarkan kemiallisen toiminnan selvittäminen vaati uurastusta. Tutkimusryhmä onnistui mallintamaan proteiinin käytännössä atomi atomilta ja pystyy nyt säätämään sen toimintaa hyvin tarkasti.

”Näemme, miten kemialliset sidokset muodostuvat ja katkeavat ja miten proteiini muuttuu tämän vaikutuksesta”, Zoltowski kertoo.

Tämä merkitsee, että tutkijat voivat nyt peukaloida proteiinin kemiallista rakennetta niin, että kasveja voidaan sopeuttaa paremmin eri ympäristöihin. Niistä voidaan tutkijoiden mukaan myös tehdä vastustuskykyisempiä taudeille, kun niiden sisäistä kelloa hidastetaan tai nopeutetaan hieman.

Tutkimuksessa käytetty kasvi oli lituruoho, joka on hyvin yleinen kasvibiologian tutkimuskohde.

Tutkimuksen julkaisi eLIFE.

Himuli
Seuraa 
Viestejä1464
Liittynyt10.3.2016

Kasvien sisäisen kellon salat selvisivät

Lithops kirjoitti: No jos nyt kuitenkin jätettäisiin peukaloimatta. Ottaen huomioon, että ihminen ei luonnon suuresta kiertokulusta ymmärrä oikeastaan juuri mitään. Näin ollen seurauksistakaan ei ole mitään käsitystä. Niinköhän ne koskaan ennenkään on välittäneet paskan vertaa mahdollisista "sivuseurauksista" kunhan saadaan tehokkuutta tuotantoon lisää jne. Joko ihmisillä on liian suppea mielikuvitus mahdollisten ongelmien ennakoimiseksi tai sitten niitä ei vain tosiaan kiinnosta.
Lue kommentti
Ihotulosteen anturin voi pestä pois vedellä. Kuva: McAlpine group / University of Minnesota
Ihotulosteen anturin voi pestä pois vedellä. Kuva: McAlpine group / University of Minnesota

”Kätevä kuin Sveitsin armeijan linkkuveitsi”, kehuu tutkija.

Anturi on tulostettu ensi kertaa suoraan iholle 3d-tulostimella. Tällainen tuloste voi esimerkiksi aistia ympäristön kemiallisia aineita.

Tulosteeseen voi liittää aurinkokennot. Valmistajan eli Minnesotan yliopiston mukaan tekniikka sopisi esimerkiksi sotilaille.

”Tulostimen voi ottaa repusta ja printata sillä anturin tai muun elektroniikan suoraan iholle. Tulostin olisi kätevä kuin Sveitsin armeijan linkkuveitsi”, sanoo Minnesotan yliopiston apulaisprofessori Michael McAlpinen PhysOrg-verkkojulkaisussa.

Menetelmän julkaisi Advanced Materials -lehti. Yliopiston video näyttää, kuinka elektroniikka tulostuu iholle.

"Tämän voi tehdä kannettavalla ja kevyellä tulostimella, joka maksaa alle 400 dollaria (330 euroa)”, sanoo McAlpinen.

Tulostin mukautuu käden pieniin liikkeisiin konenäön avulla.

”Vaikka yrittäisi kuinka pitää kättä paikallaan, käsi liikkuu hieman. Kädet ovat muutenkin erilaisia”, sanoo McAlpinen.

Konenäkö seuraa käden liikkeitä pienten merkkipisteiden avulla. Tulostukseen laite käyttää mustetta, joka on valmistettu hopeahiutaleista. Se kovettuu huoneenlämmössä. Yleensä 3d-tulosteet täytyy kovettaa korkeissa lämpötiloissa.

Kun haluaa tulosteen pois kädestään, voi sen irrottaa pinseteillä tai huuhtoa pois vedellä.

Arkielämässä iholle printattavalla biotulosteella voisi hoitaa haavaa. Tutkijat ovat jo kokeilleet haavan hoitoa hiirillä.

Myös ihonsiirto voisi onnistua. Joskus iholle ehkä tulostuu ”biomustetta”. Musteessa on uusia ihosoluja, jotka korvaavat sairaan ihon.

Tietoisuus ei ole vakaa tila vaan vaihtelee alati. Se tarjoaa tilaisuuksia oudoille aistimuksille. Kuva: iStock

Muinaisen kalliotaiteen kuvajaiset tuotti muuntunut tietoisuus. Se syntyy meidänkin aivoissamme.

Kalliotaidetta tehtiin kaikilla asutuilla mantereilla kymmeniätuhansia vuosia. Suomestakin sitä tunnetaan yli viidentuhannen vuoden takaa.

Jos olet joskus katsellut kuvia näistä maalauksista tai uurroksista, olet varmaan pannut merkille, kuinka samankaltaisia ne ovat maailman eri puolilla.

Kaikkialla kiveen on laadittu ristikoita, siksakkeja, aaltoviivoja, täpliä, kaaria ja spiraaleja. Yhtä lailla yleismaailmallisia ovat eläimet, ja joka puolella on kuvattu paljon myös ihmisiä.

Ihmisissä huomiota kiinnittää yhtäläinen kahtalaisuus. Osa toimittaa selvästi arkisia askareita, osa kokee jotain yliluonnollista. Heillä saattaa olla linnun pää, peuran sarvet tai leijonan häntä.

Menneisyytemme tutkijoilla on selitys samankaltaisuuteen. Se löytyy aivoistamme.

Tietoisuus on universaali

Tietoisuuden syvintä olemusta etsitään yhä, mutta yksi asia näyttää selvältä: aivomme tuottavat kaikille yhteistä tajunnan sisältöä.

Esihistoriallista ihmismieltä tutkiva Steven Mithen laskee, että universaali tietoisuus syntyi noin 50 000–60 000 vuotta sitten, samoihin aikoihin, kun meidän nykyisten ihmisten esivanhemmat purkautuivat Afrikasta maailmalle. Silloin aivorakenteissa tapahtui muutoksia, jotka mahdollistivat uudet kollektiiviset innovaatiot.

Kalliotaiteessa tämä näkyy aiheiden samanlaisuutena.

Yhteiset sisällöt syntyvät muuntuneessa tietoisuuden tilassa, jossa aivot tuottavat kuvia ihan itsestään, ilman visuaalisia ärsykkeitä. Tutkijat kutsuvat sisäsyntyisiä aistimuksia entoptisiksi kuviksi, mutta he eivät osaa vielä sanoa, miten aivot niitä tarkkaan ottaen tekevät. Se tiedetään, että havainnot etenevät vaiheissa abstrakteista kuvioista hallusinaatioihin ja että aivot ovat mukana laajalti.

Kuka vain voi kokea

Myös se on käynyt tutkimuksissa ilmi, että entoptisia havaintoja voi syntyä kenen tahansa päässä.

Tilaisuuksia tarjoaa tietoisuuden häilyvyys. Tajuntamme ei näet ole vakaa vaan vaihtelee tilasta toiseen. Erityisen altis harha-aistimuksille tietoisuus on silloin, kun se on kääntynyt sisäänpäin, itseen.

Entisaikain samaanit näkivät oman kulttuurinsa pyhiä ja pahoja, me voimme nähdä enkelin, kuolleen omaisen tai hirviön. Yhdysvaltalaistutkimuksen mukaan yliluonnolliset aistimukset ovat yleisiä. Sellaisen on kokenut joka toinen maailman ihminen.

 

Lue lisää

Huhtikuun Tiede-lehdessä on pitkä artikkeli, jossa kalliotaidetta tutkiva psykologi Mauno Niskanen valaisee universaalin tietoisuuden ja entoptisten aistimusten syntyä.

Jos aihe kiinnostaa, käy ostamassa paperilehti tai iPad-digilehti.

Jos olet Sanoman jonkin aikakauslehden tilaaja, voit lukea artikkelin kirjautumalla tilaajatunnuksillasi Digilehdet-palveluun.

Ellet ole vielä aktivoinut digilukuominaisuutta, tee se osoitteessa https://oma.sanoma.fi/aktivoi/digilehdet. Aktivoinnin jälkeen pääset kirjautumaan suoraan digilehdet.fi-palveluun.

Ellet ole tilaaja, voit hyödyntää maksutonta tutustumistilausta, joka tarjoaa neljän viikon lukuoikeuden Tiede-lehden artikkeleihin.

Pääset tekemään tilauksen klikkaamalla tätä artikkelilinkkiä.