Светящиеся деревья смогут пассивно освещать тротуары и городские парки
Ученые из Швейцарской федеральной лаборатории материаловедения и технологии (Empa) нашли способ заставить деревья светиться в темноте, создав биолюминесцентный материал, который может стать альтернативой уличным фонарям. Однако, как выяснилось, за кажущейся экологичностью скрывается серьезное ограничение: срок жизни такого «живого светильника» не превышает десяти дней, а процесс его изготовления занимает месяцы.
Грибной симбиоз: как дерево превращается в лампу
В основе технологии лежит не генная инженерия, а природный механизм. Исследователи использовали грибок Desarmillaria tabescens, который в процессе питания древесиной выделяет фермент люциферазу. Эта реакция и порождает характерное зеленоватое свечение. Ключевой находкой стало сочетание этого грибка с бальзовым деревом — его пористая структура позволяет мицелию равномерно проникать в толщу материала, не разрушая его каркас.
Десять дней автономного света
Полученный композит способен излучать видимый глазом свет на протяжении 240 часов. Этого достаточно, например, для подсветки пешеходных дорожек во время ночного фестиваля или аварийного освещения в зонах, где прокладка кабеля затруднена. Однако подготовка материала требует особых условий: бальзовые бруски выдерживают в среде с почти стопроцентной влажностью около трех месяцев, чтобы грибница полностью проросла внутрь. После этого для активации свечения необходим постоянный приток кислорода.
Экономическая дилемма биолюминесценции
Пока технология далека от коммерческого использования. Стоимость производства одного светящегося бруска, учитывая длительность инкубации и расходы на поддержание влажности, значительно превышает затраты на традиционный светодиодный фонарь. Кроме того, после завершения цикла свечения древесина начинает разлагаться, что делает продукт одноразовым.
Тем не менее, именно этот эксперимент закладывает основу для следующего поколения биолюминесцентных материалов. Ученые признают, что их главная цель — не создать готовый продукт, а доказать возможность сосуществования гриба и дерева без немедленного уничтожения последнего.
Швейцарские разработки — лишь один из эпизодов в глобальной гонке за биологическим светом. Ранее аналогичные попытки предпринимались с использованием светящихся бактерий, нанесенных на листья, и даже с внедрением генов медуз в ДНК растений. Однако все они сталкивались с одной проблемой: живые организмы тратят слишком много энергии на свечение, что либо убивает их, либо требует постоянного питания. Исследование Empa показывает, что путь через грибной симбиоз может быть более жизнеспособным, чем прямое генетическое вмешательство, так как грибок выступает в роли естественного «биореактора», перерабатывая уже мертвую органику.
Если ученым удастся найти вид грибка, который не убивает дерево, а вступает с ним в долгосрочный симбиоз, города будущего действительно смогут освещаться парками, где каждое дерево служит мягким ночным фонарем. Однако до этого момента пройдет не менее десяти лет: ключевая задача — стабилизировать метаболизм грибницы так, чтобы свечение было непрерывным, а древесина оставалась живой и наращивала биомассу.
