طور الباحثون أجهزة استشعار حيوية يمكنها مراقبة صحة النباتات في الوقت الفعلي، حيث تتيح المستشعرات إمكانية تتبع مستويات السكر في أعماق أنسجة النبات.
مع تزايد عدد سكان العالم، يجبر تغير المناخ العالم على التكيف مع الظروف الجديدة لزراعة المحاصيل، وستوفر البيانات من أجهزة الاستشعار الحيوية نظرة ثاقبة لدعم هذه التكيفات الزراعية.
وقالت البروفيسور ايليني ستافرينيدو، المؤلفة الرئيسية للدراسة: "سيتعين علينا تأمين إمداداتنا الغذائية في العقود القادمة، ويجب علينا القيام بذلك باستخدام نفس الموارد الموجودة اليوم أو حتى أقل منها، وهذا هو السبب في أنه من المهم فهم كيفية استجابة النباتات للتغيرات في البيئة وكيف تتكيف".
تعتمد أجهزة الاستشعار الحيوية على ترانزستورات كهروكيميائية عضوية يمكن إدخالها في النبات، ولديها القدرة على مراقبة مستويات السكر في الأشجار باستمرار لمدة تصل إلى يومين.
تكشف المعلومات الواردة من أجهزة الاستشعار عن أدلة جديدة حول نمو النبات والعمليات البيولوجية الأخرى، فالسكريات هي إشارات مهمة تؤثر على كيفية استجابة النباتات للتغيرات في بيئتها المحيطة.
تُستخدم المستشعرات الحيوية مثل أجهزة قياس السكر على نطاق واسع لمراقبة مستويات السكر لدى البشر، ولكن هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها تطبيق هذه التكنولوجيا على النباتات.
وقالت البروفيسور ستافرينيدو: "تُستخدم المستشعرات الآن في أبحاث علوم النبات الأساسية، ولكن في المستقبل يمكن استخدامها في الزراعة لتحسين ظروف النمو أو لمراقبة جودة المنتج، وعلى المدى الطويل، يمكن أيضاً استخدام المستشعرات لتوجيه إنتاج أنواع جديدة من النباتات التي يمكنها أن تنمو في ظروف غير مثالية ".
لا يزال أمام العلماء الكثير لتعلمه عن الآليات التي تنظم التمثيل الغذائي للنبات، وكذلك كيف تؤثر التغيرات في مستويات السكر على النمو، وفي حين تضمنت الدراسات السابقة فصل أجزاء من النبات، يمكن لجهاز الاستشعار الحيوي الجديد تقديم معلومات قيمة حول عمليات التمثيل الغذائي دون الإضرار بالنبات.
وأضافت البروفيسور ستافرينيدو: "وجدنا تبايناً في مستويات السكر في الأشجار لم يتم ملاحظته من قبل، ولذلك ستركز الدراسات المستقبلية على فهم كيفية تغير مستويات السكر في النباتات عندما تكون النباتات تحت الضغط".