Fisikawan yang menggunakan magnetometer atom menemukan bahwa roda gila Venus menciptakan medan magnet

Fisikawan menggunakan magnetometer atom untuk mengukur sinyal biomagnetik tumbuhan karnivora.

Venus penangkap lalat (Dionaea muscipula) – adalah tumbuhan karnivora yang menutup mangsanya, menggunakan daun yang dimodifikasi sebagai perangkap. Selama proses ini, sinyal listrik, yang dikenal sebagai potensial aksi, menyebabkan pecahan lembaran menutup. Saat ini, tim ilmuwan interdisipliner telah menunjukkan bahwa sinyal listrik ini menciptakan medan magnet yang dapat diukur. Dengan bantuan magnetometer atom, dimungkinkan untuk merekam biomagnetisme ini. “Kami dapat mengatakan bahwa penyelidikan itu mirip dengan melakukan MRI pada manusia,” kata fisikawan Anne Fabricant. “Masalahnya adalah sinyal magnet pada tumbuhan sangat lemah, yang menjelaskan mengapa sangat sulit untuk mengukurnya dengan menggunakan teknologi lama.”

Aktivitas listrik di penangkap lalat Venus disebabkan oleh sinyal magnetis

Kita tahu bahwa di dalam otak manusia perubahan tegangan di beberapa daerah terjadi sebagai akibat dari aktivitas listrik yang terkoordinasi yang melewati sel saraf dalam bentuk potensial aksi. Teknik seperti electroencephalography (EEG), magnetoencephalography (MEG), dan magnetic resonance imaging (MRI) dapat digunakan untuk merekam aktivitas ini dan mendiagnosis gangguan secara noninvasif. Saat tanaman dirangsang, mereka juga menghasilkan sinyal listrik yang dapat berjalan melalui jaringan seluler yang mirip dengan sistem saraf manusia dan hewan.

Sinyal magnetik penangkap lalat Venus

Pengukuran sinyal magnet yang dihasilkan oleh penangkap lalat Venus (kolase foto). Penulis: © Anne Fabricant

Sekelompok peneliti interdisipliner dari Universitas Johannes Gutenberg di Mainz (JGU), Institut Helmholtz di Mainz (HIM), Pusat Biosentrum Universitas Julius Maximilian di Würzburg (JMU) dan Physikalisch-Technisch Bundesanstalt (Universitas Nasional Jerman). Institut Meteorologi kini telah menunjukkan bahwa aktivitas kelistrikan di penangkap lalat Venus juga terkait dengan sinyal magnetis. “Kami dapat menunjukkan bahwa potensi aksi dalam sistem pabrik multiseluler menciptakan medan magnet terukur yang belum pernah dikonfirmasi sebelumnya,” kata Anne Fabricant, Ph.D., Profesor Dmitry Budker di JGU dan HIM.

Jebakan Dionaea muscipula Terdiri dari dua lobus daun-menangkap dengan rambut sensitif, yang bila disentuh menyebabkan potensi aksi yang melewati seluruh perangkap. Setelah dua rangsangan berturut-turut, jebakan menutup, dan setiap mangsa serangga potensial terkunci di dalam dan kemudian dicerna. Menariknya, trap dieksitasi secara elektrik dalam berbagai cara: selain dampak mekanis seperti sentuhan atau cedera, energi osmotik seperti beban air asin, dan energi termal dalam bentuk panas atau dingin juga dapat menyebabkan potensial aksi. Untuk studi mereka, tim peneliti menggunakan stimulasi termal untuk memperoleh potensial aksi, sehingga menghilangkan faktor-faktor yang mengganggu dalam pengukuran magnetiknya, seperti kebisingan latar belakang mekanis.

Biomagnetisme – pendeteksian sinyal magnetis dari organisme hidup

Sementara biomagnetisme telah dipelajari dengan cukup baik pada manusia dan hewan, sejauh ini sangat sedikit studi ekivalen yang telah dilakukan di kerajaan tumbuhan hanya menggunakan superkonduktor quantum interferensi magnetometer (SQUID), instrumen besar yang perlu didinginkan hingga suhu kriogenik. Untuk percobaan saat ini, tim peneliti menggunakan magnetometer atom untuk mengukur sinyal magnetis penangkap lalat Venus. Sensor adalah sel kaca berisi pasangan atom alkali yang merespon perubahan kecil di lingkungan medan magnet lokal. Magnetometer dengan pompa optik ini lebih menarik untuk aplikasi biologis karena tidak memerlukan pendinginan kriogenik dan juga dapat dibuat mini.

Para peneliti telah menemukan sinyal magnetis dengan amplitudo hingga 0,5 picatolls dari penangkap lalat Venus, yang jutaan kali lebih lemah dari medan magnet Bumi. “Besarnya sinyal yang direkam serupa dengan yang diamati selama pengukuran impuls saraf dangkal pada hewan,” jelas Anne Fabricant. Fisikawan JGU mencoba mengukur sinyal yang lebih kecil dari spesies tumbuhan lain. Di masa depan, teknologi non-invasif semacam itu berpotensi digunakan di bidang pertanian untuk mendiagnosis tanaman dengan mendeteksi respons elektromagnetik terhadap perubahan suhu, hama, atau bahan kimia yang tiba-tiba tanpa perlu merusak tanaman dengan elektroda.

Referensi: “Potensi aksi menyebabkan medan biomagnetik pada tanaman karnivora penangkap lalat Venus” Anne Fabricant, Jeffrey Z. Iwata, Zonke Scherzer, Lycurgas Bugas, Katarina Rolfs, Anna Yodko-Vladinskaya, Jens Voigt21 dan Rainer Hedri 14 Januari Laporan Ilmiah.
DOI: 10.1038 / s41598-021-81114-w

Hasil penelitian dipublikasikan di Laporan Ilmiah. Proyek ini mendapat dukungan finansial dari German Research Foundation (DFG), Karl Zeiss Foundation, dan Kementerian Federal Jerman untuk Pendidikan dan Riset (BMBF).

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Skrining sinar-X mengidentifikasi obat yang menjanjikan untuk pengobatan COVID-19

Sebuah tim peneliti, termasuk ilmuwan MPSD, telah mengidentifikasi beberapa kandidat untuk melawan obat tersebut SARS-CoV-2 coronavirus menggunakan sumber cahaya sinar-X PETRA III di German...

Teori konspirasi memengaruhi perilaku kita – bahkan jika kita tidak mempercayainya!

Paling tidak karena COVID-19 pandemi, teori konspirasi lebih relevan dari sebelumnya. Mereka diberitakan dan didiskusikan di hampir semua media dan komunikasi. Tapi...

“Doodle Ringan” Nyata dalam Waktu Nyata

Para peneliti di Tokyo Metropolitan University telah merancang dan menerapkan algoritme yang disederhanakan untuk mengubah garis yang digambar secara bebas menjadi hologram pada CPU...

Teleskop Webb NASA menyertakan tabir surya seukuran lapangan tenis untuk perjalanan jutaan kilometer

Kedua wajah tabir surya James Webb Space Telescope dinaikkan secara vertikal untuk mempersiapkan pelipatan lapisan tabir surya. Kredit: NASA / Chris Gunn Insinyur bekerja...

Mineralogi Hangat Global Mengelola Pusat Perlindungan Kehidupan Batin

Tim lapangan DeMMO dari kiri ke kanan: Lily Momper, Brittany Kruger, dan Caitlin Casar mengambil sampel air yang meledak dari toilet DeMMO. Pendanaan:...

Newsletter

Subscribe to stay updated.