Πάνω από μισό αιώνα μετά την επίσκεψή του στα ράφια, το ταπεινό τούβλο Lego παραμένει ένα άκρως επιτυχημένο παιχνίδι, χάρη στην ευελιξία του δομικού στοιχείου καθώς και στις πολλαπλές συμφωνίες χορήγησης αδειών κατά την τελευταία δεκαετία (η οποία πρόσφατα κατέρρευσε την εταιρεία πάνω από το Mattel για να το κάνει ο κορυφαίος κατασκευαστής παιχνιδιών στον κόσμο).
Όμως, τα τούβλα Lego έχουν επίσης περιστασιακά βρεθεί στα εργαστήρια ως εργαλεία επιστημονικής έρευνας. Μια ομάδα στο Πανεπιστήμιο του Cambridge, για παράδειγμα, χρησιμοποίησε τα τούβλα για την κατασκευή συνθετικών οστών.
Τώρα, οι ερευνητές στο κρατικό πανεπιστήμιο της Αϊόβα έχουν μετατραπεί σε διαφανή τούβλα Lego ως ένα καινοτόμο, χαμηλού κόστους τρόπος μελέτης της ανάπτυξης των φυτών. Το έργο, που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό PLOSE One, υποστηρίζει ότι τα τούβλα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία πολύ ακριβών συστημάτων με κλίμακα εκατοστόμετρα με χημικές κλίσεις για να μελετήσουν πώς οι χημικές αλλαγές επηρεάζουν την ανάπτυξη των ριζών.
Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι χημικές και περιβαλλοντικές αλλαγές επηρεάζουν την ανάπτυξη των φυτών των φυτών θα μπορούσαν να αυξήσουν τις αποδόσεις των καλλιεργειών και να μας δώσουν μια καλύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο ορισμένες καλλιέργειες θα αντιδράσουν στην κλιματική
Ο Ludovico Cademartiri, βοηθός καθηγητής της επιστήμης και της μηχανικής των υλικών στο Iowa State University και συν-συγγραφέας του εγγράφου, είπε στο Smithsonian.com ότι η ιδέα της χρήσης του Legos βγήκε από μια συνάντηση brainstorming που προκάλεσε πόσο εκπληκτικά λίγα είναι γνωστά για τον τρόπο τα φυτά ανταποκρίνονται στις περιβαλλοντικές αλλαγές.
"Υπάρχει μια αυξανόμενη συναίνεση ότι είναι ένας από τους σημαντικότερους τομείς που χρειάζεται ανάπτυξη για την επιστήμη των φυτών και την αγρονομία", λέει ο Καντεμάρτυρι. "Αν θέλουμε να βελτιώσουμε τις αποδόσεις των καλλιεργειών μας, πρέπει να μάθουμε πώς τα φυτά ανταποκρίνονται σε πολύ περίπλοκα περιβαλλοντικά σημεία."
Λέει ότι ο λόγος για τον οποίο δεν γνωρίζουμε ακόμη περισσότερα για το θέμα είναι, εν μέρει, λόγω της έλλειψης διαθέσιμων εργαλείων για αυτά τα ακριβή είδη πειραμάτων. Τεχνικές υψηλού επιπέδου έχουν υπάρξει από καιρό για να μελετήσουν μικρούς μονοκύτταρους ή πολλαπλών κυττάρων οργανισμών, αλλά τα φυτά παρουσιάζουν ένα πρόβλημα στο ότι ξεκινούν μικρά και μεγαλώνουν πολύ μεγαλύτερα καθ 'όλη τη διάρκεια της μελέτης. Τα θερμοκήπια λειτουργούν καλά για μεγάλες μελέτες που απαιτούν από όλα τα φυτά να έχουν ένα ομοιογενές εξωτερικό περιβάλλον (το ίδιο επίπεδο θερμότητας και υγρασίας, για παράδειγμα, μεταξύ άλλων παραγόντων). Φανταστείτε όμως ένα πείραμα στο οποίο οι επιστήμονες θα πρέπει να εγκαταστήσουν 100 φυτά σε 100 διαφορετικά ελεγχόμενα περιβάλλοντα, τόσο πάνω όσο και κάτω από το επίπεδο του εδάφους, με κάθε εγκατάσταση να παρέχει αρκετό χώρο για την ανάπτυξη του φυτού και να αρχίσετε να έχετε μια αίσθηση πρόβλημα.
Οι υπάρχουσες μικρορευστολογικές τεχνολογίες επιτρέπουν στους επιστήμονες όπως οι μοριακοί βιολόγοι να ελέγχουν τα περιβάλλοντα δοκιμών με ακρίβεια ενός εκατομμυριοστού του μέτρου, αλλά αυτά τα συστήματα μπορεί να είναι πολύ δύσκολα και δαπανηρά για την κλιμάκωση της έρευνας για τα φυτά.
Τα διαφανή τούβλα Lego παρουσιάζουν ένα ευτυχισμένο μέσο, δεδομένου ότι είναι οικονομικά προσιτά αλλά δημιουργούν περιβάλλοντα αρκετά ακριβή για σοβαρή μελέτη, καθώς ο Cademartiri και η ομάδα του έμαθαν όταν άρχισαν να ερευνούν την ιδέα.
Οι ερευνητές επέλεξαν τα διαφανή κομμάτια Lego, τα οποία μπορούν να αγοραστούν ξεχωριστά απευθείας από την ιστοσελίδα της Lego, να τα τοποθετήσουν σε αυτόκλειστο για αποστείρωση, να χρησιμοποιήσουν τα κομμάτια για να χτίσουν ορθογώνια δοχεία για να συγκρατήσουν το τζελ ή άλλο υποκατάστατο εδάφους. Τα δοχεία μπορούν να κατασκευαστούν σε διαφορετικά μεγέθη για να χωρέσουν διαφορετικά μεγέθη φυτών ή τύπους ριζών. Όταν ένα πείραμα τελειώσει, τα κομμάτια μπορούν να σπάσουν, να καθαριστούν και να ξαναχρησιμοποιηθούν.
Η Δρ. Kara Lind, άλλος συγγραφέας της μελέτης, εργάστηκε για να εξασφαλίσει ότι τα τούβλα του Lego θα μπορούσαν να κρατήσουν τα διαφανή πηκτώματα που χρησιμοποιούνται ως υποκατάστατα του εδάφους για να επιτρέψουν στους ερευνητές να δουν εύκολα τις ριζικές αλλαγές, ανέφερε η Iowa State News Service. Έχει επίσης επεξεργαστεί τρόπους για τη δημιουργία συγκεκριμένων χημικών βαθμίδων μέσα στις δομές, για να δούμε πώς τα φυτά αντιδρούν σε διαφορετικές χημικές ουσίες, είτε πρόκειται για τοξίνες είτε για θρεπτικά συστατικά.
Το αποτέλεσμα: "Αποδείχθηκε ότι ο Lego έκανε πολύ καλύτερα από ό, τι πιστεύαμε, για μερικούς λόγους", λέει ο Cademartiri.
Για ένα, το "διαφανές Lego είναι κατασκευασμένο από πολυανθρακικό, έτσι αυτό σημαίνει ότι μπορεί να αποστειρωθεί, πράγμα που το καθιστά ιδανικό για βιολογική δουλειά", λέει. ενδεχομένως να χαλάσουν τα πειράματα.
Η ομάδα στοχεύει να συνεχίσει να αναπτύσσει το Legos ως πλατφόρμα και εργαλείο για τη μελέτη σοβαρών φυτών, με την ελπίδα ότι άλλοι επιστήμονες θα βρουν τα εικονικά τούβλα χρήσιμα στη δική τους έρευνα.
Ο Κανταμαρίτι λέει ότι είναι πολύ νωρίς για να πούμε σε ποιο βαθμό οι επιστήμονες θα πάρουν ή δεν θα πάρουν το Legos για μελέτη φυτών, αλλά είναι αισιόδοξος. Οι εκπαιδευτικοί έχουν χρησιμοποιήσει εδώ και καιρό τη Legos στις αίθουσες διδασκαλίας και η ρομποτική σειρά Mindstorms της εταιρείας, εκτός από τη χρήση τους για την κατασκευή τεχνητών οστών, έχουν επίσης χρησιμοποιηθεί από ερευνητές του Πανεπιστημίου του Βερμόντ για τη δημιουργία ρομπότ που αλλάζουν το σχήμα τους για να «μάθουν» πώς να Περπατήστε. Επομένως είναι τουλάχιστον πιθανό τα τούβλα Lego να συνεχίσουν να βρίσκουν περιστασιακή κατοικία σε ερευνητικά εργαστήρια καθώς και στο κουτί παιχνιδιών.
"Αυτό που κάναμε ήταν να αναγκάσουμε τους εαυτούς μας να δημιουργήσουμε τα απλούστερα, φθηνότερα, πιο βολικά και ικανά εργαλεία που θα μπορούσαμε να επινοήσουμε", λέει ο Καντεματρίρι. "Έτσι, ελπίζουμε ότι άλλοι επιστήμονες θα τις βρουν χρήσιμες και πιστεύουμε ότι θα το κάνουν".
