МИЛУОКИ, ВИСКОНСИН – Совершенно верно, как делают питательные вещества, такие как перемещение азота через внешнюю среду? Это – главный вопрос в энвиронике и экологии. Ответ возможно более ясным благодаря новому способу, применяющему свет от маленьких квантовых точек для отслеживания перемещения таких питательных веществ. Способ предлагает метод для микробовых экологов замечать питательный поток в реальном времени в области и подделать более четкие связи между экологическими функциями и организмами, которым они помогают.
Прослеживание перемещения питательных веществ в реальности есть тяжёлым. К примеру, кое-какие грибы помогают питательным веществам перемещения от земли до корней растений; для изучения процесса исследователи, в большинстве случаев, вводят трассировщик, таковой как радиоактивный углерод 14, в землю и потом возвращают почвенный пример в лабораторию, где корни растения чешутся и анализируются для наблюдения, где трассировщик заканчивается.
Связанные с корнем грибы красивы типично через чур, чтобы быть увиденными, так, было тяжело придавить совершенно верно, какие грибы важны за перенос питательных веществ и как они трудятся.Так микробовые экологи Мэтью Уайтсайд и Кэтлин Трезедер, оба из Калифорнийского университета, Ирвина, собираются обнаружить метод видеть питательный поток в самой земле. Они приложили части размера миллимикрона полупроводника, названного квантовыми точками к органическим соединениям.
Потому, что грибы берут в составах, они также берут в приложенных точках, освещающих как маленькие светодиоды, когда убито со светом от ультрафиолетового лазера. Исследователи, тогда изображенные, которые освещают с камерой уровня корня. Изображения прослеживают, как питательные вещества потребляются микроскопическими грибами и перемещаются в связанное растение. Трезедер обрисовал работу тут на этой неделе над годовым собранием Американского экологического общества.
Исследователи уже применяли способ, чтобы обучаться, принимают ли связанные с корнем грибы, известные как древовидный mycorrhizae, органические формы азота, как в аминокислотах, и передают их растениям. Стандартное представление пребывало в том, что эти грибы предпочитают неорганические формы азота, такие как аммоний. Но Whiteside цеплял глицин аминокислоты к квантовой точке и наблюдал, потому, что гриб поглотил поменянный глицин в отделения для клеток, названные вакуолями, от которых это переместилось в хлоропласты, требующие азот структуры растения, делающие фотосинтез. Исследователи сохраняют надежду применить инструмент к большему вопросу того, как груз повышения биосферы неорганического азота от удобрений воздействует на баланс азота и углерода в земле и следовательно в воздухе.
Способ имеет собственные потенциальные неприятности. Квантовые точки заняли бы место радиоактивные либо другие трассировщики в полевых изучениях, но точки имели возможность бы воображать другие угрозы. Американское Управление охраны экологии финансирует изучение, чтобы выяснить, вредны ли нанотехнологии для окружающей среды и здоровья человека, и как с другими трассировщиками, квантовые точки могут изменять организм некоторым непредвиденным методом. Трезедер говорит, что чувствительность точек свидетельствует, что лишь маленькое количество привыкает, и не обращая внимания на то, что они Сейчай строятся из тяжелых металлов, новое поколение будет выстроено с железом, которое должно разрешить им быть восстановленными от земли с магнитом.
Эколог Кристин Хоукс из университета Техаса, Остина, предвещает, что те неприятности могут быть решены и что способ «имел возможность коренным образом поменять метод, которым мы изучаем функцию в совокупностях тёмного коробки как земля». Миколоджист Томас Бранс из Калифорнийского университета, Беркли, одинаково восторжен. «Это дает одному возможность взглянуть на внедрение составов в реальном времени», говорит он. «Это – настоящий прорыв».