Fizicienii care folosesc magnetometre atomice au descoperit că traseele de zbor ale lui Venus generează câmpuri magnetice

Fizicienii folosesc magnetometre atomice pentru a măsura semnalele biomagnetice ale plantelor sălbatice.

Venus capcană (Mușchii dionaea) o plantă sălbatică care își înconjoară prada folosind frunze modificate drept capcană. În timpul acestui proces, semnalele electrice, numite potențiale de acțiune, determină închiderea lobilor frunzei. Acum, un grup de oameni de știință interdisciplinari au arătat că aceste semnale electrice generează câmpuri magnetice dimensionale. A fost dovedită posibilitatea înregistrării acestui biomagnetism folosind magnetometre atomice. „Ați putea spune că ancheta este ca și cum ați face o scanare RMN la oameni”, a spus fizicianul Anne Fabrikant. „Problema este că semnalele magnetice din plante sunt foarte slabe, ceea ce explică de ce sunt atât de dificil de măsurat folosind tehnologia veche”.

Activitatea electrică din capcana pentru muște a lui Venus este legată de semnale magnetice

Știm că o schimbare a tensiunii în creierul uman are loc ca urmare a coordonării energiei electrice care se deplasează de-a lungul celulelor nervoase sub formă de potențiale de acțiune în anumite zone. Metode precum electroencefalografia (EEG), magnetoencefalografia (MEG) și imagistica prin rezonanță magnetică (RMN) pot fi utilizate pentru a înregistra aceste evenimente și a diagnostica tulburările. Atunci când plantele sunt stimulate, ele generează și semnale electrice care se deplasează printr-o rețea celulară similară cu sistemul nervos al oamenilor și animalelor.

Semnalele magnetice Venus Flytrap

Măsurarea semnalelor magnetice generate de o capcană Venus (foto-colaj). Credit: © Anne Fabricant

Universitatea Johannes Gutenberg din Mainz (JGU), Institutul Helmholtz din Mainz (HIM), Universitatea Julius-Maximilians-Würzburg (JMU) și un grup de cercetători de la Physikalisch-Technisch Bundesanstalt (PTB) din Berlin, Germania. Institutul de Meteorologie a demonstrat acum că activitatea electrică de pe capcana zburătoare a lui Venus este, de asemenea, legată de semnale magnetice. „Am putut demonstra că potențialele de acțiune dintr-un sistem de plante multicelulare generează câmpuri magnetice dimensionale, lucru care nu a fost niciodată dovedit până acum”, a declarat Anne Fabricant, doctorand la JGU și echipa de cercetare HIM de la profesorul Dmitry Budker.

O capcana Mușchii dionaea constă din frunze păroase sensibile bilobate care generează potențial de acțiune care traversează întreaga capcană la atingere. După două avertismente consecutive, capcana este închisă și orice posibilă pradă de insecte este blocată în interior și apoi digerată. În mod interesant, capcana excită electricitatea într-o varietate de moduri: pe lângă efectele mecanice, cum ar fi atingerea sau rănirea, energia osmotică, cum ar fi încărcăturile de apă sărată și energia termică sub formă de căldură sau frig, cresc, de asemenea, potențialul de acțiune. Pentru studiu, echipa de cercetare a folosit stimularea termică pentru a genera potențial de mișcare, eliminând astfel factorii perturbatori, cum ar fi zgomotul mecanic de fond în măsurătorile lor magnetice.

Biomagnetismul este detectarea semnalelor magnetice de la organismele vii

Deși biomagnetismul a fost relativ bine studiat la oameni și animale, până în prezent s-au făcut foarte puține cercetări echivalente în regnul plantelor, doar magnetometrele supraconductoare cu interferență cuantică (SQUID), care trebuie răcite la temperaturi criogenice. Pentru experiment, echipa de cercetare a folosit magnetometre atomice pentru a măsura semnale magnetice Venus flytrap. Un senzor este o celulă de sticlă umplută cu vapori de atomi alcali care reacționează la mici modificări în jurul unui câmp magnetic local. Acești magnetometri cu pompă optică sunt mai atrăgători pentru aplicații biologice, deoarece nu necesită răcire criogenică și pot fi, de asemenea, miniaturați.

Cercetătorii au detectat semnale magnetice cu o amplitudine de până la 0,5 picote dintr-o capcană Venus, care este de milioane de ori mai slabă decât câmpul magnetic al Pământului. „Amploarea semnalului înregistrat a fost similară cu cea observată la măsurarea suprafeței impulsurilor nervoase la animale”, a explicat Anne Fabricant. Fizicienii JGU au urmărit să măsoare semnale mai mici decât alte specii de plante. În viitor, astfel de tehnologii neinvazive ar putea fi utilizate pentru a diagnostica plantele în agricultură folosind electrozi fără a deteriora plantele prin detectarea potențială a schimbărilor bruște de temperatură, expunerea electromagnetică la dăunători sau influențe chimice.

Referință: „Potențialul de activitate generează câmpuri biomagnetice în plantele de captură de muște Venus” Ann Fabricant, Geoffrey Z. Iwata, Sonke Scherzer, Lyourgourg Bougas, Katarina Rolfs, Anna Jodko-Wadzenska, Jens Voigt, Rayner Hedrich și Dmitry Budker, 14, 20 ianuarie Rapoarte științifice.
DOI: 10.1038 / s41598-021-81114-w

Rezultatele cercetării Rapoarte științifice. Proiectul a fost sprijinit financiar de Fundația Germană pentru Cercetare (DFG), Fundația Karl Zeiss și Ministerul Federal German al Educației și Cercetării (BMBF).

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Zirconii antici datează începutul tectonicii plăcilor în urmă cu 3,6 miliarde de ani – un eveniment critic pentru a face pământul ospitalier pentru viață

Zirconii examinați de echipa de cercetare, fotografiați cu catodoluminiscență, tehnică cu care echipa a putut vizualiza interiorul cristalelor cu un microscop electronic cu scanare...

Putem face opioidele mai puțin dependente? [Video]

În 2017, milioane de oameni din întreaga lume erau dependenți de opioide și 115.000 au murit din cauza unui supradozaj. Opioidele sunt cele mai puternice...

Măsurile neconvenționale împotriva pandemiei și apărării nucleare pot proteja omenirea de catastrofe catastrofale

Lansarea mânerului SM-3 Block IB de la un crucișător cu rachete ghidate USS Lake Erie (CG 70). Credit: Marina SUA În curând viața pe...

Situl de legare a anticorpilor conservat în variantele de virus COVID-19 – impact mare pentru vaccinurile viitoare

O echipă de cercetare Penn State a descoperit că proteinele N din barza-covi-2 sunt stocate în toate coronavirusurile epidemice legate de îngrășăminte (sus, stânga:...

Mișcări ale electronilor de ceas în interiorul unui atom: viteza obturatorului de o milionime dintr-o miliardime de secundă

Reprezentarea artistică a experimentului. Întârzierea inerentă între emisia celor două tipuri de electroni duce la o elipsă caracteristică în datele analizate. În...

Newsletter

Subscribe to stay updated.