Svjetleće drveće na pogon parazita

U velikim dijelovima svijeta šume su opasno ugrožene, a jedna od najznačajnijih primjena drveća još uvijek je ogrijev, čime se štete na "plućima" našeg planeta negativni utjecaj od rušenja i krčenja, održava na našu klimu i atmosferu.

Budući da se u švicarskim šumama sadi sve više i više listopadnog drveća, čije se drvo često izravno spaljuje, vrlo su tražene inovativne ideje kako bi se drvo iskoristilo na održiviji način.

Istraživači na Institutu Empa za materijalne znanosti i tehnologiju koji se nalazi u sklopu tehnološkog sveučilišta ETH, žele drveću pružiti nove funkcije, a njihov najnoviji izum je drvo koje može svijetliti u mraku, kao što možete vidjeti u ovom videu.

Tim predvođen istraživačem gljivica profesorom Francisom Schwarzeom iz laboratorija Empa Cellulose & Wood Materials u St. Gallenu,  trenutno slijedi ideju za novu vrstu kompozitnog materijala temeljenog na tvrdom drvu, svjetleće drvo, koje bi moglo osvjetljavati parkove ili se između ostaloga preraditi u dizajnerski namještaj i nakit.

To je postignuto zahvaljujući parazitu, medonosnoj gljivi, patogenu koji uzrokuje bijelu trulež na drveću i stoga je zapravo drvni štetnik. Neke vrste proizvode prirodnu tvar luciferin, koja je stimulirana da svijetli u dvostupanjskom enzimskom procesu. Drvo prožeto gljivičnim nitima stoga emitira zeleno svjetlo.

"Prirodno svijetleće drvo prvi je prije otprilike 2400 godina opisao grčki filozof Aristotel", kaže Schwarze. Strogo govoreći, isprepletena struktura gljive i drva može se opisati kao prirodni biohibrid, kombinacija živih materijala. "Umjetno proizvedeni kompozitni materijali ove vrste bili bi zanimljivi za mnoge vrste primjene".

Ono što se čini da priroda postiže bez napora, do sada je bilo prezahtjevno za biotehnologiju, a sada je prvi put Empa tim uspio inducirati i kontrolirati proces u laboratoriju.

Pokazalo se da je medonosna gljiva bez prstena (Desarmillaria tabescens) posebno moćna. Nakon preliminarnih testova s ​​različitim vrstama drva, Schwarze je započeo s balsa drvom (Ochroma pyramidale), drvom s posebno niskom gustoćom.

Koristeći spektroskopiju, istraživači su promatrali kako gljiva razgrađuje lignin u uzorcima balza drva, koji je odgovoran za krutost i tlačnu čvrstoću. Međutim, analize rendgenske difrakcije pokazale su da se zbog toga stabilnost drva ne smanjuje, jer je celuloza, koja daje vlačnu čvrstoću u drvu, ostala netaknuta.

Biohibrid gljive i drva razvija maksimalnu svjetlinu kada se inkubira tri mjeseca. Desarmillaria voli da je posebno vlažno, a uzorci balsa drveta upili su vlagu osam puta veću od svoje težine tijekom tog vremena. Reakcija enzima u drvu konačno se pokreće u kontaktu sa zrakom. Sjaj otkriva svoj puni sjaj nakon otprilike deset sati, emitirajući zelenu svjetlost valne duljine od 560 nanometara, kako je utvrdila istraživačica Giorgia Giovannini iz laboratorija Biomimetic Membranes and Textiles tijekom analize fluorescentne spektroskopije. 

Fascinantan proces trenutno traje desetak dana. "Sada optimiziramo laboratorijske parametre kako bismo dodatno povećali svjetlinu u budućnosti", kaže Schwarze.

Kako se čini, uskoro bi mnoge šume i parkovi noću mogli izgledati kao planet Pandora iz filma Avatar, no pitanje je treba li nam to uopće? S druge strane možda bismo uštedjeli puno love za osvjetljavanje ulica i gradova, da ne govorimo o božićnim sajmovima.