Robotik macht Pflanzen mobil

"Pflanzengedanken": Forscher des MIT haben einen Blumentopf entwickelt, der Pflanzen bei Bedarf selbstständig ans Licht fährt. Wenn eine Pflanze mehr Licht braucht, sorgen elektrische Signale der Pflanze dafür, dass die Triebe in die entsprechende Richtung wachsen.

Forscher des MIT lesen diese Signale aus und übertragen sie an einen robotischen Blumentopf, der sich dann in Richtung des nächsten sonnigen Plätzchens aufmacht, wie die Internetportale "engadget" und gizmodo.com berichteten. Die Wissenschaftler nennen ihre "kybernetische Lebensform" Elowan. Die Pflanze steuert ihren Robotopf selbst und wird damit als eine von wenigen botanischen Lebensformen mobil.

Hintergrund: "Pflanzen haben und erzeugen natürliche bioelektrochemische Signale in sich", erklärt Harpeet Sareen, Assistant Professor an der Parsons School of Design. Sie werden als Reaktion auf Umgebungsbedingungen (auf Erregung) generiert.

Bei dieser -im Video sichtbaren- proof-of-concept-Demonstration platzierten die Forscher Sareen und Maes Silberelektroden in die Pflanzenstämme, Blätter und das Wurzelsystem der Pflanzen. Eine Schnittstellenvorrichtung verarbeitete und verstärkte die schwachen pflanzeneigenen, bioelektrischen Signale, und übertrug diese Signale dann an die Robotervorrichtung. In Tests wurden Lampen auf beiden Seiten von Elowan platziert. Die Pflanze konnte das von der beleuchteten Seite kommende Licht wahrnehmen, was zu einer Signalantwort führte, die die Bewegung der Pflanze in Richtung des Lichts auslöste. So reiste der Pflanzenroboterhybride entweder nach links oder rechts, je nachdem woher das meiste Licht kam.

Kurzer Video dazu

Videolink: https://youtu.be/rptKlKZc7cs

 📌 Einige erinnern sich sicher noch an den Cleve Backster-Effekt 

Cleve Backster war ein Befragungsspezialist für die Central Intelligence Agency (CIA) Backster wurde vor allem für seine Experimente mit Pflanzen mit einem Polygraph- Instrument in den 1960er Jahren bekannt. Seine Theorie der "primären Wahrnehmung", in der er behauptete, dass Pflanzen "Schmerzen empfinden" können und außersinnliche Wahrnehmung (ESP / ASW) haben, wurde in den Medien vielfach berichtet, seine Theorien wurde jedoch von der wissenschaftlichen Gemeinschaft schlichtweg abgelehnt.

Die Experimente der MIT Forscher erinnern im Groben an die Backster-Experimente und wenigstens an Teilen seiner damaligen Schlussfolgerungen, könnten stimmen. Die Pflanzen regieren direkt auf ihre Umwelt.

Quellen ©: Parsons School of Design, gizmodo, engadget, wikipedia, eggetsberger-info-team

Bildquellen ©: C. Backster, Wiki, Parsons School of Design

Videoquelle ©: YouTube Kalifornien-Akademie der Wissenschaften, anigif erstellte von IPN-Bildwerk

Link: https://www.media.mit.edu/projects/elowan-a-plant-robot-hybrid/overview/

Wachsen Pflanzen schneller, wenn man sie streichelt?

Im Internet findet man viele Pflegetipps, unter anderem auch diesen: Man solle das Kraut, die Pflanze wohlwollend streicheln. Versucht man es kann man nicht selten beobachten, dass die so behandelte Pflanze tatsächlich zumindest kräftiger werden.

Sie haben Streicheleinheiten sehr nötig

Esoterischer Humbug, oder nicht?
Dass Pflanzen auf Berührungen reagieren, ist kein esoterischer Humbug. Forscher der Technischen Universität Braunschweig haben sogar ein dafür zuständiges Gen isoliert, das beim Berühren aktiviert wird, und ihre Erkenntnis in der Zeitschrift Nature Plants (2015) veröffentlicht. Das entsprechende Gen dämpft die Produktion eines Wachstumshormons, die Pflanze bleibt dann kleiner, wird aber viel kräftiger.

Hintergrund: Ist eine Pflanze der Natur ausgesetzt und wird sie durch viel Wind und Regen bewegt, ist eine solche Reaktion eine sinnvoll, vorprogrammierte Reaktion der Natur. Schon 2013 hatte ein japanischer Forscher in der Zeitschrift Frontiers in Plant Science die Welt über einen Brauch in seinem Heimatland informiert: Beim mugifumi werden Kinder durch die Felder geschickt, um in der Wachstumsphase Weizen- und Gerstenpflänzchen mit leichten Tritten zu traktieren und so zu kräftigen. ... 

Hohe Effizienz bei der Photosynthese durch Quantenphysikalische Überlagerung

Weiterer Quanteneffekt in der Natur nachgewiesen
Quantenmechanischen Wellenzustände sorgen für eine extrem effiziente und schnelle Umwandlung des Sonnenlichts in chemische Energie. 

Pflanzen beziehen die Energie, die sie zum Wachstum benötigen, aus dem Sonnenlicht. Bei diesem Prozess, der Photosynthese, wandeln sie die Energie der Lichtteilchen in chemische Energie um. Diese dient zum Aufbau von Kohlenstoffverbindungen und damit zur Energiespeicherung und zum Wachsen der Pflanze. Bislang war aber noch völlig unverstanden, auf welche Weise die Natur zumindest bei den ersten Schritten dieses komplexen biochemisch-physikalischen Vorgangs eine fast perfekte Effizienz erreicht. Nahezu jedes Lichtteilchen, das auf die grünen Chlorophyll-Moleküle im Blattgrün trifft, führt zu Entstehung getrennter elektrischer Ladungen, die die Energie für den weiteren Vorgang liefern. Ein internationales Forscherteam um Rienk van Grondelle von der Freien Universität Amsterdam hat nun herausgefunden, dass typische Quanteneffekte für einen raschen und hocheffizienten Ablauf der Photosynthese sorgen. Wie sie im Fachblatt „Nature Physics“ schreiben, könnten solche Mechanismen auch für künftige Technologien zur Energiespeicherung interessant sein. „Das Sonnenlicht regt zunächst eine Gruppe von Chlorophyll-Molekülen an“, sagt Erstautorin Elisabet Romero von der Amsterdamer Arbeitsgruppe. Gemeinsam mit Kollegen der Moskauer Staatlichen Universität und der Universität Lund in Schweden haben die Forscher verfolgt, wie die extrem schnellen Anregungsprozesse sich dann weiter entwickeln. Hierzu bestrahlten sie Proben, die sie aus Spinat gewannen, mit einer Reihe ultrakurzer Laserpulse. So konnten sie nachverfolgen, wie sich das gesamte System über die Zeit verhielt. Die Lücke zwischen den Beobachtungen konnten die Forscher mit Hilfe von Berechnungen und Computersimulationen schließen. ...

Die meisten Algen beherrschen die Quantenmechanik

In der Natur kommen Quantenmechanische Effekte öfter vor, als allgemein gedacht. Zum Beispiel treten im Photosynthesekomplex von Schwefelbakterien verschränkte Quantenzustände auf.

Die Quantenphysik spielt bei biologischen Vorgängen offenbar eine viel größere Rolle, als man es bis heute für möglich gehalten hat. So benützt eine bestimmte Meeresalge die quantenmechanisch kohärenten Anregungen ihrer Pigmentmoleküle bei der Photosynthese.

Photosynthese quantenmechanisch verschränkt
Doch auch die quantenmechanische Verschränkung ist bei der Photosynthese wichtig, wie Modellrechnungen zeigen, die Forscher um Dr. Graham Fleming von der UC Berkeley durchgeführt haben.

Bild: Das FMO-Protein transportiert Anregungsenergie von der Lichtantenne zum Reaktionszentrum. 

Dabei sind die im Protein sitzenden Chromophoren (grün) in verschränkten Quantenzuständen. 

(©: Mohan Sarovar et al., Nature Physics)

Dr. Fleming und seine Kollegen haben den Lichtsammelkomplex des grünen Schwefelbakteriums Chlorobium tepidum untersucht. Das untersuchte Bakterium nimmt Photonen mit seinen lichtsammelnden Chlorosom-Antennen auf und leitet die dabei frei werdende Anregungsenergie in elektronischer Form zu einem Reaktionszentrum weiter, wo dann die eigentliche Photosynthese stattfindet. Der Energietransport von der Antenne zum Reaktionszentrum verläuft dabei durch den sogenannten Fenna-Matthews-Olson- oder FMO-Komplex, der aus drei gleichen Proteinen mit jeweils sieben Bakteriochlorophyll-Molekülen oder Chromophoren besteht. ...