Budoucnost výsadby: Dřevění roboti, kteří se zasadí sami

Jedním ze způsobů sázení rostlin je vzdušné sázení. Semena jsou volně sypána ze speciálních vleček, dronů nebo letadel. Šetří čas i práci zemědělců a umožňuje zemědělské využívání hůře dostupných lokalit. Tento postup ale snižuje procento vyklíčených rostlin, protože semena mohou mít problém s průnikem do půdy.

Vědci z Carnegie Mellon University v Pittsburghu se inspirovali semeny pumpavy, která jsou vybavena zakroucenými ocásky. Jde o takzvaná hygroskopická semena. Jsou schopna pohlcovat vzdušnou vlhkost, což vede k rozvinutí ocásku. Tento pohyb zahrabává semena do půdy. Danli Luo et al. popisují ve svém článku otištěném v Nature vytvoření jednoduchého robota fungujícího na podobném principu.

Robot je vytvořen ze speciálně upraveného dubového dřeva umožňujícího vysoké hygroskopické vlastnosti.  Na jeho špičce se nachází semeno, které je připojeno ke stočenému tělu sestávajícího ze tří ocásků. Stejně jako u semena pumpavy dojde vlivem vlhkosti k rozvinutí všech tří ocásků a k efektivnímu zavrtání do zeminy. Při snížení vlhkosti začne robot vysychat, čímž semeno zatlačí ještě hlouběji. Dřevo se navíc samo časem rozloží. Dalším způsobem, jak by tato metoda mohla zvýšit efektivitu vysetí i růst rostliny, je možnost přibalení hnojiva „na cestu.“ Uvažuje se například o biohnojivech – mutualistických houbách. Rostlina vytváří cukry, které slouží jako potrava pro jejího spolupasažéra. Houba na oplátku dodává rostlině vodu a v ní rozpuštěné minerální látky. Navíc do okolí vypouští enzymy a stimuluje kořenovou mikroflóru, čímž ještě dále pomáhá rostlině prospívat.

Dřevění roboti po vypuštění nasají vzdušnou vlhkost. Dřevěné ocásky se začnou rozvinovat a tímto pohybem zavrtávat semeno do půdy. Růstu rostliny pomůže symbiotická houba.

K zařazení dřevěných robotů do praxe povede ještě dlouhá cesta. Výrobní proces zahrnuje 3D-tisk jednotlivých ocásků a jejich následné slepení. Bude tedy potřeba zefektivnit a zlevnit jejich výrobu, aby se tento způsob sázení zemědělcům vyplatil.

Způsob zpracování dřeva a jeho hygroskopické vlastnosti popsaný v této studii může být využit i v dalších oblastech. Tento materiál může nalézt využití v motorech poháněných odparem vody, detektorech vlhkosti nebo architektuře.

Zkoumání přírody neslouží pouze k popisu zkoumaných jevů. Organismy po miliony let vyvíjí a zdokonalují nástroje, které jim poskytují výhodu pro život v měnícím se prostředí. Pokud tyto nástroje poznáme a pochopíme, můžeme je využívat i my. Tvar ptačích křídel nás inspiroval při vynálezu letadla, bodláky při vynálezu suchého zipu. Tato studie opět potvrzuje, jak důležitou úlohu pro naši společnost sehrává výzkum přírody.

Zdroj:

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05656-3

Foto: Fotografie byla vytvořena pomocí systému DALL-E 2

Více z ekologie na CZECHSIGHT:

Včelí život je o polovinu kratší než před 50 lety, ukázala nová studie

Američtí vědci se zaměřili na pitný režim včel a při porovnávání svých výsledků se staršími studiemi si všimli, že včelí dělnice mají mnohem kratší život než jejich předchůdkyně. Ve své studii tak pátrají po příčinách.

CZECHSIGHT – Vše z české a zahraniční vědyVendula Lužná

Vědci mapovali ekosystémy arktických vod a zjistili, že hvězdice jsou takovými ledními medvědy mořského dna

Zatímco na volném moři tvoří živočichové komplexní a bohatý potravní řetězec, fauna žijící u dna se dlouhou dobu jevila jako nepoměrně druhově chudší. Nová studie vyvrací zavedené paradigma.

CZECHSIGHT – Vše z české a zahraniční vědyVendula Lužná