11.02.2021
In verschiedenen Forschungsprojekten arbeitet man daran, Pflanzen mit Biosensoren zu versehen, um Echtzeitdaten über deren Befinden zu erhalten und etwaige Giftstoffe im Boden aufzuspüren. Erste Ergebnisse sind vielversprechend und sollen dazu beitragen, Krankheiten zu verhindern und den Anbau nachhaltiger zu gestalten.
Untersuchungen hierzu werden aktuell unter anderem in Asien und Deutschland durchgeführt.
Alarm bei Arsen: Projekt in Singapur
Wenn man bisher die Gesundheit der Pflanzen und die Beschaffenheit des Bodens untersuchen wollte, musste man Proben vom Feld nehmen und im Labor aufwendig und kostspielig auswerten – darüber hinaus erhielten Landwirte die Ergebnisse erst erheblich später. Das soll nun mit speziellen Pflanzensensoren, die langfristig nicht nur außen, sondern in den Pflanzen eingesetzt werden, einfacher und in Echtzeit geschehen, ohne dass man regelmäßig manuell Proben nehmen muss. Die Idee ist, dass die Sensoren Alarm schlagen, wenn etwas nicht ist wie es sein soll.
Das Projekt um Forscher der Universität Singapur zielt vor allem auf die Anreicherung von Arsen im Boden ab, das durch Nutzpflanzen wie Reis aufgenommen wird und so in die Nahrung gelangt. Die Forscher gehen davon aus, dass dies zu jährlich 50.000 vorzeitigen Todesfällen durch Krankheiten wie Krebs und Herzinfarkte führt.
Remote-Messung verschiedener Faktoren
Um dem beizukommen haben die Forscher Sensoren entwickelt, die auf die Blätter gesteckt werden und Nachrichten absetzen, wenn der Schadstoffgehalt einen kritischen Wert übersteigt. Der Sensor reagiert auf Stickstoffveränderungen der Pflanze und Schädlingsbefall, darüber hinaus können aber auch Faktoren wie Licht, Trockenheit und Temperatur gemessen werden. Allerdings sollen die Sensoren in Zukunft mittels Nanoröhrchen in die Zellen der Pflanzen transferiert werden, die per Fluoreszenzsignale kommunizieren.
Experimente an der Uni Münster
An der Uni Münster führt man ähnliche Experimente durch. Mittels einer „in-vivo-Biosensorik“ lassen sich ebenfalls Umwelteinflüsse auf Pflanzen in Echtzeit aufzeichnen. Das Projekt soll dazu beitragen, Stoffwechselprozesse bei Pflanzen besser zu verstehen und hat ähnliche Ziele wie das der Forscher in Singapur. Darüber hinaus sollen die Erkenntnisse auch eine Rolle beim Klimawandel spielen. (tl)
