După mai bine de jumătate de secol după ce a lovit rafturile, umila cărămidă Lego rămâne o jucărie de succes sălbatic, datorită versatilității blocului de construcții, precum și a mai multor oferte de licență din ultimul deceniu (care, cel mai recent, a catapultat compania peste Mattel pentru a o face cel mai mare producător de jucării din lume).
Dar cărămizile Lego și-au găsit ocazional drumul în laboratoare ca instrumente pentru cercetarea științifică. O echipă de la Universitatea din Cambridge, de exemplu, a folosit cărămizile pentru a construi oase sintetice.
Acum, cercetătorii de la Universitatea de Stat din Iowa au apelat la cărămizile Lego transparente ca o metodă nouă, cu costuri reduse de a studia creșterea plantelor. Lucrarea, publicată recent în jurnalul PLOS One, susține că cărămizile pot fi folosite pentru a crea sisteme foarte precise, la scară centimetrică, cu gradienți chimici, pentru a studia modul în care modificările chimice afectează creșterea rădăcinilor.
Înțelegerea modului în care schimbările chimice și de mediu afectează creșterea rădăcinilor plantelor ar putea crește randamentul culturilor și ne poate oferi o mai bună înțelegere a modului în care anumite culturi vor reacționa la schimbările climatice.
Ludovico Cademartiri, profesor asistent de știință și inginerie a materialelor la Universitatea de Stat din Iowa și coautor al lucrării, a declarat pentru Smithsonian.com că ideea de a folosi Legos a ieșit dintr-o sesiune de brainstorming provocată de cât de surprinzător de puțin se știe despre modul în care plantele răspund la schimbările de mediu.
„Există un consens din ce în ce mai mare că este unul dintre cele mai importante domenii care are nevoie de dezvoltare pentru știința plantelor și Agronomie”, spune Cademartiri. „Dacă vrem să ne îmbunătățim randamentul culturilor, trebuie să învățăm cum răspund plantele la indicii de mediu foarte complexi.”
El spune că motivul pentru care nu știm încă mai multe despre subiect este, în parte, din lipsa instrumentelor disponibile pentru aceste tipuri de experimente precise. Tehnicile la nivel înalt au existat de mult timp pentru a studia micile organisme monocelulare sau multicelulare, dar plantele prezintă o problemă prin faptul că încep să fie mici și să crească mult mai mare de-a lungul timpului de studiu. Sere funcționează bine pentru studii mari care necesită ca toate plantele să aibă un mediu extern omogen (același nivel de căldură și umiditate, de exemplu, printre alți factori). Însă imaginați-vă un experiment de plantă în care oamenii de știință ar putea avea nevoie să înființeze 100 de plante în 100 de medii controlate diferite, atât deasupra cât și sub nivelul solului, cu fiecare configurație care să permită suficient spațiu pentru ca planta să crească și începeți să înțelegeți problemă.
Tehnologiile microfluidice existente permit oamenilor de știință, precum biologii moleculari, să controleze mediile de testare cu precizia unei milioaneime de metru, dar aceste sisteme pot fi foarte dificile și costisitoare pentru a analiza plantele.
Cărămizile Lego transparente prezintă un mediu fericit, prin faptul că sunt accesibile, dar creează medii suficient de precise pentru studiu serios, după cum Cademartiri și echipa sa au aflat când au început să investigheze ideea.
Cercetătorii au ales piese transparente Lego transparente, care pot fi achiziționate individual direct de pe site-ul Lego, le-au pus într-o autoclavă pentru sterilizare, apoi au folosit piesele pentru a construi recipiente dreptunghiulare pentru a ține gelul sau alt înlocuitor al solului. Recipientele pot fi construite la dimensiuni diferite pentru a se potrivi cu diferite dimensiuni de plante sau tipuri de rădăcini. Când se încheie un experiment, piesele pot fi defalcate, curățate și folosite din nou.
Studenta doctorală Kara Lind, un alt autor al studiului, a lucrat la modalități de a asigura că cărămizile Lego ar putea ține gelurile transparente care sunt utilizate ca înlocuitori ai solului pentru a permite cercetătorilor să vadă cu ușurință modificările rădăcinii, a raportat Serviciul de știri al statului Iowa. De asemenea, ea a elaborat modalități de a crea gradienți chimici specifici în structuri, pentru a vedea cum plantele reacționează la diferite substanțe chimice, fie că sunt toxine sau nutrienți.
Rezultatul: „S-a dovedit că Lego s-a comportat mult mai bine decât am crezut, din câteva motive”, spune Cademartiri.
Pentru unul, un „Lego transparent este fabricat din policarbonat, deci înseamnă că poate fi sterilizat, ceea ce îl face ideal pentru lucrările biologice", spune el. Cărămizile sunt de asemenea inerte chimic, deci nu vor reacționa cu materialele din jur și potențial pot provoca experimente.
Echipa își propune să dezvolte în continuare Legos ca platformă și instrument instrumentat pentru studiul serios al plantelor, în speranța că alți oameni de știință vor găsi cărămizile iconice utile în propriile cercetări.
Cademartiri spune că este prea curând pentru a spune în ce măsură oamenii de știință vor sau nu vor prelua Legos pentru studiul plantelor, dar este optimist. Educatorii folosesc de mult timp Legos în sălile de clasă, iar linia de robotică a companiei Mindstorms, pe lângă faptul că a fost folosită pentru a ajuta la construirea oaselor artificiale, a fost folosită și de cercetătorii de la Universitatea din Vermont pentru a crea roboți care își schimbă forma pentru a „învăța” cum să mers pe jos. Așadar, cel puțin probabil că cărămizile Lego vor continua să găsească o casă ocazională în laboratoarele de cercetare, precum și în cutia de jucării.
„Ceea ce am făcut a fost să ne forțăm să creăm cele mai simple, mai ieftine, mai convenabile și capabile instrumente pe care le puteam concepe”, spune Cademartiri. „Așadar, sperăm că alți oameni de știință le vor găsi utile și credem că le va face”.
